基于MPEG-4的高性能運(yùn)動(dòng)估計(jì)-補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、為了滿足在互聯(lián)網(wǎng)流媒體環(huán)境下對(duì)多媒體信息編碼方法的需求,運(yùn)動(dòng)圖像專家組于2000年10月份制定了MPEG-4 Amendment 4.編碼器一直是編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)中的核心環(huán)節(jié),而運(yùn)動(dòng)估計(jì)/補(bǔ)償作為消除視頻序列間時(shí)間冗余的有效手段早已在一系列編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)中廣泛采用,成為整個(gè)編碼器的核心部件.本文正是致力于流媒體環(huán)境下基于紋理圖象的MPEG-4運(yùn)動(dòng)估計(jì)/補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)與研究.在回顧了MPEG-4及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,論文首先對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)/補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)

2、行了介紹.論文從運(yùn)動(dòng)估計(jì)的算法、VLSI結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法學(xué)三個(gè)方面分別綜述了運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并簡(jiǎn)要的介紹了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑?在Hsieh提出的type I脈動(dòng)陣列運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上,論文進(jìn)行了改進(jìn),以提高陣列的工作效率.針對(duì)陣列中搜索區(qū)域象素?cái)?shù)據(jù)的片內(nèi)緩存,論文提出了一種基于可擴(kuò)展的緩存結(jié)構(gòu).針對(duì)8×8塊的整象素運(yùn)動(dòng)估計(jì),論文也提出了基于數(shù)據(jù)廣播方式的一維陣列結(jié)構(gòu).在此基礎(chǔ)之上,論文對(duì)基于上述一維和二維混合陣列結(jié)構(gòu)的MPE

3、G-4 ASP@L5整象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路進(jìn)行了行為描述,并在SoC平臺(tái)的支持下完成了功能驗(yàn)證.采用0.25μm CMOS工藝,完成了該電路的VLSI設(shè)計(jì).在此基礎(chǔ)上,通過(guò)合理的數(shù)據(jù)組織,提出了基于三個(gè)片內(nèi)緩存方案和并發(fā)流水執(zhí)行策略的MPEG-4 ASP@L5半象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路結(jié)構(gòu),并通過(guò)仿真驗(yàn)證了其功能的正確性.接下來(lái),論文針對(duì)基于FSBM算法的高性能運(yùn)動(dòng)估計(jì)陣列構(gòu)展開(kāi)了研究.在H.Yeo和Y.H.Hu提出的六層Do循環(huán)嵌套FSBM算法的

4、基礎(chǔ)上,通過(guò)等效的數(shù)學(xué)變換方法,得到了一種新的兩層Do循環(huán)嵌套FSBM算法.在此基礎(chǔ)之上,通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明,得出了上述算法的局部化規(guī)律,并采用單賦值語(yǔ)句得到了該兩層Do循環(huán)嵌套FSBM算法的局部化描述.在上述兩層Do循環(huán)嵌套FSBM算法的基礎(chǔ)上,通過(guò)直接映射,得到了一種基于p=kN(k≥l,-p≤m,n≤p)的幀級(jí)流水陣列結(jié)構(gòu).該結(jié)構(gòu)完全消除了數(shù)據(jù)廣播操作,取得了接近100％的硬件利用率.為了獲得更高的圖象質(zhì)量,MPEG-4在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償