高清視頻處理單元研究與ASIC設(shè)計.pdf

1、隨著視頻圖像處理技術(shù)的日益成熟以及計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻圖像處理系統(tǒng)逐漸向智能化、高清化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。然而高清視頻數(shù)據(jù)量非常大，軟件系統(tǒng)的處理速度很難滿足實時系統(tǒng)設(shè)計的要求。ASIC即專用集成電路設(shè)計，是指基于硬件加速電路實現(xiàn)特定功能及算法的芯片設(shè)計方法。與軟件實現(xiàn)方法相比其優(yōu)勢在于高性能，低能耗，易于控制。隨著應(yīng)用需求的快速發(fā)展及ASIC設(shè)計技術(shù)的不斷成熟，越來越多的應(yīng)用算法，特別是對性能要求非常敏感的視頻處理領(lǐng)域，需要

2、利用ASIC設(shè)計方法對其進(jìn)行加速處理。
　　本文研究了視頻處理單元的架構(gòu)組成及視頻前處理/后處理相關(guān)算法，對架構(gòu)組成進(jìn)行了功能劃分，設(shè)計了視頻采集模塊、視頻調(diào)整模塊、系統(tǒng)控制模塊、去方塊效應(yīng)濾波模塊、DMA控制模塊以及高清視頻同步、異步顯示模塊。實現(xiàn)過程充分考慮系統(tǒng)控制方案，算法優(yōu)化設(shè)計，單元內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲方案，系統(tǒng)傳輸總線設(shè)計、顯示采集等外部接口設(shè)計等硬件設(shè)計要素，基于硬件描述語言進(jìn)行功能及算法設(shè)計。同時，利用軟硬件協(xié)同驗證設(shè)計方

3、法搭建了系統(tǒng)級驗證平臺，完成外設(shè)模型設(shè)計、系統(tǒng)級仿真環(huán)境設(shè)計、測試向量設(shè)計，以及軟件編程控制，通過對所設(shè)計各模塊寄存器的靈活修改與控制，實現(xiàn)對高清視頻處理ASIC電路的仿真，完成相關(guān)視頻處理功能的驗證過程。
　　本文研究并設(shè)計的高清視頻處理單元，能夠?qū)崿F(xiàn)高清視頻實時采樣，圖像縮放、圖像旋轉(zhuǎn)、色度空間轉(zhuǎn)換、去塊效應(yīng)濾波、同步顯示、異步顯示等視頻處理算法，輔助H.264、HEVC、MPEG4等視頻標(biāo)準(zhǔn)的編解碼處理，能夠為具備視頻處理功