基于視頻新標(biāo)準(zhǔn)HEVC的硬件熵編碼器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)視頻享受標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求，有效地推動(dòng)了視頻編碼技術(shù)的不斷進(jìn)步。聯(lián)合視頻小組在2013年推出了新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC(HighEfficient Video Coding)，HEVC標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)采用靈活樹狀劃分結(jié)構(gòu)、非對(duì)稱預(yù)測(cè)分割形態(tài)、大尺寸變換單元、更多方向的幀內(nèi)預(yù)測(cè)手段、自適應(yīng)采樣補(bǔ)償技術(shù)和可并行計(jì)算的CABAC熵編碼等一系列關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻編碼壓縮效率在H.264標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提高一倍左右。同等條件下，

2、CABAC算術(shù)編碼根據(jù)其統(tǒng)計(jì)編碼理論，可以實(shí)現(xiàn)比CAVLC變長(zhǎng)編碼提高8％～14％左右的壓縮效率，但是由于算術(shù)編碼原理固有的數(shù)據(jù)依賴性，導(dǎo)致CABAC編碼器的數(shù)據(jù)吞吐率受到一定限制。本文主要對(duì)HEVC標(biāo)準(zhǔn)的熵編碼模塊展開研究，提出了一種高效的CABAC編碼器設(shè)計(jì)方案，并給出了具體的VLSI實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先研究了HEVC標(biāo)準(zhǔn)和CABAC編碼算法，對(duì)各子模塊進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化改進(jìn)，采用Multi-Bin Multi-Mode的BAE算術(shù)

3、編碼方式，有效提高了模塊設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)吞吐率。其次為減小Multi-Bin結(jié)構(gòu)帶來(lái)的關(guān)鍵路徑問(wèn)題，設(shè)計(jì)中采用了4級(jí)流水的算術(shù)編碼結(jié)構(gòu)以及概率建模過(guò)程前置的解決方案。為保證上下文建模過(guò)程能夠準(zhǔn)確的讀取每個(gè)語(yǔ)法元素的概率模型，實(shí)現(xiàn)中將HEVC標(biāo)準(zhǔn)涉及的所有概率模型間隔存放在5片SRAM中。通過(guò)設(shè)計(jì)仲裁結(jié)構(gòu)有效地避免多個(gè)字符Bin對(duì)同一塊地址數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取帶來(lái)的沖突問(wèn)題。為了有效地進(jìn)行殘差數(shù)據(jù)塊的編碼，在二進(jìn)制編碼過(guò)程中采用讀取→掃描→編碼的三級(jí)流