hevc运动估计模块的数据流分析以及vlsi设计

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1、上海交通大学硕士学位论文HEVC运动估计模块的数据流分析以及VLSI设计硕士研究生：朱惠学号：1112109014导师：毛志刚教授副导师：何卫锋副教授专业：电子科学与技术所在单位：微电子学院答辩日期：2013年12月授予学位单位：上海交通大学万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterDataFlowAnalysisandVLSIArchitectureDesignforHEVCMotionEstimationModuleCand

2、idate：ZHUHuiStudentID:1112109014Supervisor：Prof.MaoZhigangAssistantSupervisor:AssociateProf.HeWeifengSpeciality：ElectronicScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofMicroelectronicsDateofDefence：Dec,2013Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity万方数据万方数据万方数据

3、上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《HEVC运动估计模块的数据流分析以及VLSI设计》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件

4、和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据上海交通大学硕士学位论文HEVC运动估计模块的数据流分析以及VLSI设计摘要2013年1月26日,新一代视频编码标准HEVC（HighEfficiencyVideoCoding）被正式提出。HEVC的制定的目标是在保持相同的视

5、频质量的条件下，使得视频的压缩率能够提升一倍。为了实现这一目标，HEVC的编码标准中引入了许多新的技术，诸如可变块与四叉树的编码结构等等，使得HEVC运算的复杂的显著增加。其中，运动估计模块在资源消耗上占据了很大的比例。如何对HEVC中的运动估计模块的硬件设计空间进行分析便是本课题的研究内容。本课题首先通过运动估计算法的分析，提出分离算法中的残差值与SAD累加两大部分，使得基于块匹配的运动估计算法能够适应于HEVC所提出的的可变块运算，并通过层次化的算法展开和变换重新组织其数据流。然后针对所提出的数据流建立了相对应的硬件模型，并在

6、硬件模型与数据流之间建立了一个量化的代价函数。最后通过代价函数的分析获得了一个优化后的运动估计数据流调度策略。本课题对优化后的数据流调度策略设计了一个VLSI的硬件架构，并进行了功能仿真。使用TSMC90nm工艺库完成了逻辑综合，可以稳IV万方数据上海交通大学硕士学位论文定运行在330MHz并且最大可支持HEVC中的全高清4K×2K，30帧/秒的视频编码的运动估计运算。关键词：视频编码，HEVC，运动估计，VLSI，数据流V万方数据上海交通大学硕士学位论文DataFlowAnalysisandVLSIArchitectureDes

7、ignforHEVCMotionEstimationModuleABSTRACTThenewgenerationdigitalvideocodingstandardHEVC(HighEfficiencyVideoCoding)ispublishedonJan.26,2013.Theobjectofthenewvideocodingstandardistodoublethecompressionratewhilekeepingthesamevideoquality.Inordertoachievethedesignedcompres

8、sionrate,HEVCcodingstandardbringsinmanynewfeaturessuchasvariableblocksizeandquad-treecodingstructure,etc.Thesenewfeaturesmak