本文關(guān)鍵詞：AVS運動估計模塊硬件設計

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【摘要】：近年來,隨著數(shù)字媒體和互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,高清視頻、手機視頻、網(wǎng)絡視頻、視頻監(jiān)控等新應用不斷出現(xiàn),使得視頻數(shù)據(jù)呈爆炸式增長。我國目前產(chǎn)品主要是采用的H.264的國際標準,需要花費昂貴的專利費用。在這樣的背景下,AVS視頻標準應運而生。本文主要對整像素運動估計模塊和分像素運動估計模塊作了深入的研究和探討。本文針對高清視頻編碼設計需求,綜合考慮芯片面積、編碼速度以及復雜度等原則,對AVS編碼標準中的整像素運動估計模塊和分像素運動估計模塊的算法進行了深入的分析,并對硬件結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,然后對優(yōu)化了的各個模塊編寫RTL代碼。在整像素運動估計模塊的設計中,采用分層的二維陣列全搜索運動估計硬件結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)以8×8子塊為最小處理單元,主要在處理單元的并行結(jié)構(gòu)設計以及存儲器設計方面作出了改進,實現(xiàn)了一列像素并行處理,節(jié)約了硬件資源和編碼時間。在分像素運動估計模塊的設計中,采用1/2像素運動估計和1/4像素運動估計并行處理的硬件結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流規(guī)則,控制簡單,同樣也實現(xiàn)了一列/行像素并行處理,提高了分像素運動估計速度。本設計采用的是Atera公司Cyclone Ⅱ EP2C35F672C6芯片,使用QuartusⅡ進行編譯綜合。在完成各個模塊的RTL設計后,編寫testbench仿真文件,使用ModelSim仿真工具進行功能仿真。驗證和綜合的結(jié)果表明,本設計模塊達到了預期的目標,完全能滿足1080P@30fps高清視頻編碼的要求。
【關(guān)鍵詞】：AVS 整像素運動估計 分像素運動估計 并行處理
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.81
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 視頻編碼標準的發(fā)展和現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 運動估計原理13-28
• 2.1 AVS編碼原理及關(guān)鍵技術(shù)13-17
• 2.2 運動估計17-27
• 2.2.1 塊匹配算法17-19
• 2.2.1.1 塊模式的選擇18
• 2.2.1.2 塊匹配準則18-19
• 2.2.2 常見的搜索算法19-24
• 2.2.2.1 全搜索算法19-20
• 2.2.2.2 快速搜索算法20-24
• 2.2.3 分像素運動估計算法24-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 運動估計模塊的設計28-52
• 3.1 引言28
• 3.2 整像素運動估計整體架構(gòu)的設計28-38
• 3.2.1 像素存儲器設計33-34
• 3.2.2 二維PE陣列設計34
• 3.2.3 SAD比較器和MV處理單元的設計34-35
• 3.2.4 模式處理器設計35-37
• 3.2.5 控制器設計37-38
• 3.3 分像素運動估計整體架構(gòu)的設計38-51
• 3.3.1 插值器的設計39-46
• 3.3.1.1 像素存儲器的設計41-42
• 3.3.1.2 插值濾波器的設計42-44
• 3.3.1.3 接口模塊的設計44-45
• 3.3.1.4 調(diào)整限幅器的設計45-46
• 3.3.2 PE陣列的設計46-48
• 3.3.3 SAD比較器和MV處理單元的設計48-49
• 3.3.4 控制器的設計49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 運動估計模塊的仿真與驗證52-59
• 4.1 功能驗證簡介52-54
• 4.1.1 驗證技術(shù)和驗證方法52-53
• 4.1.2 功能驗證流程53-54
• 4.2 運動估計模塊功能驗證54-57
• 4.2.1 整像素運動估計模塊功能仿真及結(jié)果分析54-55
• 4.2.2 分像素運動估計模塊功能仿真及結(jié)果分析55-57
• 4.3 設計性能分析57-58
• 4.4 本章總結(jié)58-59
• 第五章 論文總結(jié)59-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文65-66
• 附件66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李本齋;吳從中;陳家銀;;H.264運動估計硬件加速器的設計[J];電視技術(shù);2010年S1期

2 吳燕秀;王法翔;;適用于AVS的高性能整像素運動估計硬件設計[J];電子技術(shù)應用;2013年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 田曉華;AVS視頻編碼中整數(shù)變換與熵編碼研究[D];華中科技大學;2004年

2 袁軍;一種基于狀態(tài)機的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的功能驗證方法[D];西南交通大學;2009年

3 劉彥輝;視頻壓縮關(guān)鍵算法的研究[D];重慶大學;2010年

4 胡文安;AVS視頻編碼并行算法的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2010年

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本文編號：567979