avs编码器中变换量化和扫描的fpga设计

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1、ApplicationofIntegratedCircuitsAVS编码器中变换量化和扫描的FPGA设计杨洪敏，王祖强，徐辉(山东大学信息科学与工程学院，山东济南250100)摘要：提出了一种适用于AVS高清视频编码的变换、量化和扫描的优化设计方案。通过对整数DCT变换算法的优化和对传统Zig—Zag扫描方法的改进，节约了硬件资源和编码时间。根据各模块的运算关系合理地安排流水线结构，采用并行流水处理和复用技术，实现了高清视频编码变换、量化和扫描模块的设计。在FPGA上进行验证的结果表明，该设计满足高清视频实

2、时编码要求。关键词：AVS高清视频编码；变换；量化；Zig—Zag扫描；FPGA中图分类号：TN919．8文献标识码：A文章编号：0258—7998(2014)03—0041—04ThedesignandimplementationoftransformquantizationandscanforAVSencoderOilFPGAYangHongmin，WangZuqiang，XuHui(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShandongUniversity，

3、Jinan250100，China)Abstract：Optimizedhardwarearchitectureoftransform，quantizationandscanforAVSHDvideoencodingisproposed．Hard—wareresourcesaresavedbyoptimizingthealgorithmofintegerDCTtransformmodule．TheimprovementofthetraditionalZig-Zagscanalgorithmsavesthet

4、imeofscanning．Accordingtothearithmeticrelationshipofeachmodule，pipelinestructureisreasonablyarrangedandparallelpipelineprocessisusedtoachievethedesignoftransform，quantizationandscanmoduleinHDvideoen—coding．ThevalidatedresultsonFPGAshowthatthedesignmeetsthe

5、requirementofreal—timeencodingofHDvideosequence．Keywords：AVSHDvideoencoding；transform；quantization；Zig—Zagscan；FPGAAVS(AudioVideocodingStandard)标准是由我国独源。量化和一维变换模块内部均采用3级流水线处理。立制定的具有自主知识产权的视频编码标准[11，采用了扫描模块采用从首尾两端同时开始扫描的方法，完成一与H．264类似的技术框架『2】，但其编码效率比国际标准个8x

6、8块的扫描仅需要33个时钟周期，节约了扫描的MPEG一2高2～3倍，与H．264相当，但存储要求和算法时间。复杂度比H．264低，更便于硬件实现_3J。1整数变换和扫描算法分析变换、量化和扫描在AVS视频编码过程中占有很重1．1整数变换要的地位，它是AVS编码中数据处理的中间部分，即将早期的视频编码标准往往采用浮点DCT来去除视残差数据经过变换、量化和扫描后传到熵编码部分，所频图像的空间冗余，而浮点变换不适合在数字硬件环以算法的优劣和实现架构对AVS视频编码器的性能有境中实现。在实际中，常采用整数近似的DC

7、T代替浮点很大的影响。本文为了提高AVS视频编码器的处理速DCT来编码视频图像，不仅可以保持浮点变换的编码度，结合了国内外学者的设计思想提出了一种变换、量性能，而且能够大大减少计算复杂度。但是整数DCT近化与扫描模块结构，在消耗逻辑资源允许的情况下提高似有可能出现编解码器采用不同的DCT和IDCT的情了处理速度，达到了速度和面积的平衡。况，这种情况会导致解码图像的误差漂移⋯。为了避免本文以实现1080i、30f／s格式视频实时高清编码为这个问题，AVS采用8X8的二维整数变换，变换公式如目标，结合AVS标准

8、中变换、量化和扫描的特点，设计下【。】：了一种高速并行流水线结构。通过对整数变换模块内部y=Ts(1)结构的优化和一维整数变换模块的复用，节省了硬件资其中，为残差系数矩阵，为8X8变换矩阵，有：《电子技术应用》2014年第40卷第3期4】ApplicationofIntegratedCircuits888888882．1变换模块10962—2—6—9—10变换模块是将当前块的残差系数矩阵转换为变换104—4—10