AVS視頻解碼器運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、AVS(Advanced Video Audio Standard)即音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家標(biāo)準(zhǔn),其視頻部分已于2006年2月份被信產(chǎn)部頒布為國家標(biāo)準(zhǔn),于2006年3月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)主要面向高清晰度和高質(zhì)量數(shù)字電視廣播、數(shù)字存儲媒體和其他相關(guān)應(yīng)用。AVS標(biāo)準(zhǔn)采用的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(Motion Compensation,MC)技術(shù)是AVS解碼過程中去除時(shí)間冗余的主要方法,該技術(shù)利用了連續(xù)圖像間的時(shí)間相關(guān)性,盡可能的消除

2、連續(xù)圖像的冗余信息,對降低幀圖像的碼率,提高視頻壓縮性能起到了極其重要的作用。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊是視頻解碼器中重要的子模塊之一,從某種意義上說,運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的性能幾乎決定了視頻解碼器的性能。
　　 本文研究了AVS標(biāo)準(zhǔn),詳細(xì)分析了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕獯a原理及相關(guān)算法,主要包括:參考圖像的選擇、運(yùn)動(dòng)矢量的推導(dǎo)和插值濾波處理。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元完成的功能是在幀間預(yù)測模式下,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測,根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖像索引從片外SDRAM中獲取相應(yīng)參考

3、樣本進(jìn)行插值運(yùn)算。本文在分析了相關(guān)算法的基礎(chǔ)上提出了一種可行并且高效的硬件電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),把運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償硬件架構(gòu)分為三部分:運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測模塊,參考像素讀取模塊和插值運(yùn)算模塊,各模塊以流水線的形式處理數(shù)據(jù),加快了運(yùn)算速度。
　　 本文采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,在功能正確的基礎(chǔ)上在硬件設(shè)計(jì)部分所做的工作主要包括:與其它相關(guān)模塊協(xié)調(diào)并確定可行的輸入輸出接口,分析模塊的邏輯功能和性能指標(biāo),制定模塊的規(guī)范說明文檔,完成了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊硬件架構(gòu)設(shè)計(jì),

4、并在此基礎(chǔ)上分別對各子模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),使用Verilog硬件描述語言完成了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的RTL級建模,編寫模塊頂層testbench仿真文件,使用Synopsys公司的仿真工具VCS(Verilog Compiled Simulator)對模塊進(jìn)行功能仿真。采用臺積電的0.13μmCMOS工藝庫,使用Synopsys的綜合工具DesignCompile進(jìn)行邏輯綜合,采用了合適的綜合策略和優(yōu)化手段。綜合和驗(yàn)證的結(jié)果表明,上述模塊的設(shè)計(jì)