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1、基于HEVC的CABAC硬件解码器设计韩学森张德学王超张存生冀贞贤杜飞飞山东科技大学电子通信与物理学院摘要：首先分析了高效视频编码（HighEfficiencyVideoCoding,HEVC）编码标准，对HEVC的新特性进行总结，并给出HEVC解码器整体架构。其次提出基于嬌解码部分优化的硬件解码器架构，并进行仿真验证。最终通过与I1M12.0软件评测结果的对比，证明所设计的上下文自适应二进制算数编码（ContextAdaptiveBinaryArithmaticCoding,CABAC）硬件解码器性能能够满足解码要求。关键词：IIEVC;IIM12
2、.0;CABAC;硬件解码器;作者简介：韩学森（1992-），男，硕士研究生，主要研究方向:专用集成电路设计。作者简介：张德学（1977-），男，副教授，硕士生导师，主要研究方向：异构多核片上网络NoC建模与评估、SoC集成电路设计。作者简介：王超（1989-）,男，硕士研究生，主要研究方向：专用集成电路设计。收稿日期：2017-06-13DesignofCABAChardwaredecoderbasedonHEVCHanXuesenZhangDexueWangChaoZhangCunshengJiZhenxianDuFeifeiCollegeofE
3、lectronics,CommunicationandPhysics,ShandongUniversityofScienceandTechnology;Abstract：Inthispaper,weanalyzedtheHEVC(HighEfficiencyVideoCoding)codingstandardfirstly,summarizedthenewfeaturesofHEVC,andgavetheoverallarchitectureofIIEVCdecoder.Thenputforwardthedcsignofhardwaredecoder
4、aimingatentropydecodingpartandcarriedoutsimulation.Finally,itwasprovedbytheresuItcomparisonwithHM12.0thattheperformanceofCABAC(ContextAdaptiveBinaryArithmaticCoding)hardwaredecodercanmeetthedecodingrequirements.Keyword：HEVC;HM12.0;CABAC;hardwaredecoder;Received：2017-06-130引言近年来
5、，随着数字化信息的迅猛发展，视频信号对人们的生活影响逐渐増大，人们对视频质量的要求也越来越高，目前，1080P分辨率的视频已经非常普及,4K甚至8K超高分辨率视频也在逐渐推广开来。这对视频信号传输造成了巨大压力，对视频信号进行高效压缩是解决这个问题的有效方案。为实现这个目标，国际电信联盟和国际标准组织各自编订了一系列编码标准。截至目前，研究最热门、应用前景最广泛的视频编码标准为高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding,HEVC)[1]。本设计在对HEVC标准进行全面剖析的基础上，分析了HEVC标准的新的关键特性,并给出HEVC
6、解码器总体架构。然后设计针对爛解码部分进行优化的硬件解码器并仿真，最终通过与官方参考软件HM12.0解码效果相比较，证实了所设计的硬件解码器性能符合要求②。1HEVC简介1.1HEVC标准2010年4月，在德国德累斯顿召开了视频编码联合协作小组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding,JCT-VC)第一次会议，确定了新一代视频编码标准名称为HEVC,并口建立了标准测试模型HM^l。2013年1月，HEVC正式成为国际标准。IIEVC编码标准的核心是以上一代视频编码标准II.264/AVC为基础，可对高分辨率、高保真的视
7、频压缩效率提高一倍，即在保持相同视频图像质量的条件下，视频流的码率降低50%,但计算复杂度会提升2~4倍血。1.2HEVC新特性与上一代编码标准H.264相比，HEVC的新特性体现在许多方面，最主要的技术特点如下：(1)更大尺寸的编码结构:采取超大尺寸四叉树编码结构，编码单元最大可达64X64,且可以根据实际需求进一步划分；(2)更灵活的块结构:釆用自适应变换(ResidualQuad-treeTransform,RQT),根据输入信号自动选择变换块大小；(3)并行化设计:采用基于slice的并行处理方式、基于tile的并行处理方式以及波前并行处理(
8、WavefrontParallelProcessing,WPP)多种并行处理方式，更好地满足高分辨率视频解码
