超高清視頻編碼器中分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)的VLSI架構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科技的發(fā)展，尤其是集成電路工藝技術(shù)的發(fā)展，越來越復(fù)雜的電子系統(tǒng)應(yīng)用也漸漸的出現(xiàn)在人們的生活中，帶給人類更加完美的個(gè)人體驗(yàn)。同樣，人類對(duì)視頻效果的要求隨著技術(shù)的發(fā)展也在不斷的提高，從DVD格式到SDTV再到HDTV，目前超高清視頻也正漸漸地成為主流，本文正是基于這樣一個(gè)背景，對(duì)基于H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的超高清視頻編碼器中關(guān)鍵模塊——分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊進(jìn)行了研究和ASIC設(shè)計(jì)。
　　分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)可以為H.264/AVC編碼

2、標(biāo)準(zhǔn)帶來4+dB PSNR的編碼性能的提升[14]，但是由于采用了多參考幀、可變大小塊以及1/4像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)等技術(shù)，致使其占用了整個(gè)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的45％的運(yùn)算復(fù)雜度，本文對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)進(jìn)行了分析，提出了一種全新的分像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)VLSI架構(gòu)。傳統(tǒng)架構(gòu)中多采用單輸入通道插值器結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)在進(jìn)行換塊過程中會(huì)存在6個(gè)cycles的浪費(fèi)，因此也就保證不了下面SATD（Sum Absolute Transformed Difference）計(jì)算模

3、塊的數(shù)據(jù)吞吐量，為此本文提出了一種硬件復(fù)用的雙輸入通道的插值器結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以解決6個(gè)cycles浪費(fèi)問題的同時(shí)也可以提高數(shù)據(jù)吞吐量。本文還利用8x8/4x4Hadamard變換的復(fù)用關(guān)系采用8x8Hadamard變換結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的4x4Hadamard變換結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以自適應(yīng)的根據(jù)大小塊來選擇8x8變換還是4x4變換，這種自適應(yīng)變換可以提高編碼效率，此外，本文還利用了Hadamard變換的線性關(guān)系將SATD由做差-變換-絕對(duì)值求和的

4、順序改成了變換-做差-絕對(duì)值求和，這一改變?yōu)楸疚奶岢龅囊恍袃闪蠬adamard變換結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件，此結(jié)構(gòu)可以將傳統(tǒng)的由9個(gè)一行一列Hadamard變換結(jié)構(gòu)組成的SATD計(jì)算模塊減少到7個(gè)Hadamard變換組成的SATD計(jì)算模塊，從而減少了硬件資源。同樣，本文再次利用Hadamard變換的線性關(guān)系來計(jì)算1/4像素精度的SATD值，從而將原先的從插值-SATD計(jì)算-最佳搜索點(diǎn)選擇縮短到最佳搜索點(diǎn)選擇這一過程，解決了由原先的先1/2搜索后1