基于FPGA的AVS實(shí)時高清視頻編碼器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著多媒體信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)的迅速提高，對多媒體視頻壓縮圖像的應(yīng)用越來越廣泛。音視頻產(chǎn)品數(shù)字化、高清化成為未來消費(fèi)類電子發(fā)展的大趨勢。AVS標(biāo)準(zhǔn)是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，其視頻標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用對象是標(biāo)準(zhǔn)清晰度／高清晰度電視。2006年2月，AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式被批準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化推廣的階段。作為AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)，AVS標(biāo)準(zhǔn)清晰度／高清晰度視頻編解碼芯片的研發(fā)對于AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)的推廣起著重要的推

2、動作用。本文對AVS高清晰度視頻編碼芯片的系統(tǒng)架構(gòu)、環(huán)路濾波模塊和熵編碼模塊的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究和探討。 本項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)1080i格式的AVS實(shí)時編碼器為目標(biāo)。通過對AVS編碼器中主要模塊的算法復(fù)雜度的評估，算法特點(diǎn)的分析，同時考慮到編碼器系統(tǒng)的可伸縮性，可擴(kuò)展性，本文設(shè)計的編碼器系統(tǒng)架構(gòu)采用了基于宏塊的四級流水結(jié)構(gòu)。并且提出了參考像素的多級緩存結(jié)構(gòu)來減少運(yùn)動估計算法對片外和片內(nèi)的帶寬需求，以滿足編碼器的實(shí)時性能。

3、本文給出了基于FPGA的AVS熵編碼硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。設(shè)計中，通過采用雙緩沖區(qū)和流水線技術(shù)，提供高性能的并行計算能力。并且針對實(shí)時高清的特點(diǎn)，提出了并行Zig-Zag掃描方法及其結(jié)構(gòu)，以提供高數(shù)據(jù)吞吐量。 通過分析環(huán)路濾波算法的特點(diǎn)，本文提出一種AVS環(huán)路濾波的硬件實(shí)現(xiàn)方法，采用垂直濾波和水平濾波交叉進(jìn)行的濾波順序以及利用寄存器組進(jìn)行中間數(shù)據(jù)的暫存與轉(zhuǎn)置，有效減少片內(nèi)存儲器的開銷和片外存儲器的訪問，可實(shí)現(xiàn)快速濾波，滿足實(shí)時高清編碼的