多标准视频解码系统结构研究.pdf

《多标准视频解码系统结构研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、摘要随着信息时代的到来，视频编解码技术获得迅速发展，从而能够为人们提供更多更好的视觉享受。视频技术作为多媒体应用的核心技术，直接影响多媒体服务的质量，它的发展备受关注。近年来，学术界和工业界的持续开发投入也催生了一系列视频编码标准。这些标准各有所长，无论是在网络流媒体，还是广播、数字光盘等多个领域它们都发挥着越来越大的作用。当前多种视频压缩标准共存已是客观事实，这对传统的单一标准视频解码系统结构设计带来了全新的挑战。本文深入研究多个视频标准算法，从中提取共性特征，对统一的高性能多标准视频解码体系结构设计进行了系统的研究和分析，并取得了以

2、下创新点：1．提出一种新型的多标准视频解码体系结构。该体系结构基于混合视频编码框架的共性特征，由码流解析预处理和解码流水线两个阶段组成，并确定了清晰的软硬件层次划分。根据不同的数据依赖关系，该结构通过流程控制和缓冲区调整，实现不同并行粒度的解码流水处理。其解码流水线由多个子模块组成，简化了解码器的设计难度。对存储系统采用利于视频特性的特殊映射方式，访存操作通过并行的分离传输模式来优化。2．提出一种高性能算术解码子系统设计方案。该方案结合新型算术编码算法中bin的分布规律，以软硬件协同方式完成高性能的H.264/AVC和AVS双标准算术解

3、码。其硬件模块采用预测技术以双路并行方式提前进行后续操作，以切断流水线各级间的数据依赖关系。该方案结合算法特性实现新的上下文表访问策略，并采用快速检头一电路（FOD）等方法优化关键路径，提高了算术解码子系统的整体处理速度。3．提出一种多标准运动矢量预测子系统设计方案。该方案以纯硬连方式支持4个标准的全功能运动矢量预测算法。该结构的行缓冲区既保存空域预测的相邻数据，又能为错误隐藏处理提供内部的运动信息。该结构采用双向的运动矢量FIFO设计，实现预存预取操作，同时对帧场自适应编码的直接模式预测进行了专门的运动信息存取优化管理。它还包含一条小

4、型运算流水线，以支持高强度的运动矢量缩放计算。4．提出一种多标准参考数据预取子系统设计方案。该方案结合帧间预测的运动趋势特征，引入了特别的Cache机制。它将Cache组织成2维方式，与运动补偿访存操作模式匹配，同时采用了简化的先进先出替换算法。该方案设计了新的访存接口协议，通过附加信息避免冗余操作，以改善平均带宽。5．提出一种多标准分数像素插值子系统设计方案。该方案基于分像素插值行列操作的特性，通过特殊的中间存储缓冲区，将中间运算结果转存，能够方便地实现行列转换处理。在滤波电路设计上，基于简化的1维脉动结构，节省硬件代价，保证高处理性

5、能。同时，该方案按照宏块类型的可变子块实际大小来进行处理，不需要固定滤波块大小，能够避免冗余计算，节省系统的功耗。I多标准视频解码系统结构研究：摘要本文提出的方法通过了大量的测试，能够在保证所需性能和较低硬件实现开销的同时灵活高效地支持多个视频压缩标准。部分方案被采用到真实的产品中。关键词：视频编解码；VLSI体系结构；运动补偿；算术解码；AVS；H.264/AVC；MPEGIIResearchforMulti-StandardVideoDecodingArchitectureZhengJunhaoAdvisor:ProfessorGa

6、oWenWiththeadventoftheinformationages,videocompressiontechnologygainsrapiddevelopment.Asthekeytechnologyofthemultimediaapplication,videotechnologydirectlyaffectsthequalityofmultimediaservices.Inrecentyears,boththeacademicsocietyandtheindustrialworldcontinuallyinvestinthe

7、researchanddevelopmentofmultimedia,whichhavealsoexpeditedaseriesofvideocodingstandards.Thesestandardshavetheirownmerits,whetherinthenetworkstreamingmedia,orbroadcasting,digitalCDandotherfields,theyallplaymoreandmoremajorroles.Thecoexistenceofmultiplevideocompressionstand

8、ardsbecomesthefact,whichhasbroughtnewchallengesforthetraditionalarchitecturedesignofsinglevideostandard