论文摘要
近几十年来,全球信息技术迅猛发展,由此带动了数字视频的快速发展,对视频压缩技术的要求越来越高,其应用也越来越广泛。AVS标准是我国具有自主知识产权的信源编码新标准,它具有压缩效率高,方案相对简洁等特点,应用前景非常广阔。国内外有很多公司和研究机构都投入了对这个新标准的开发和研究。由于AVS的解码复杂度较高,软件实现难以满足实时性的要求,所以需要采用硬件解码。本文设计了适用于AVS的硬件熵解码、反扫描、反量化、反变换部件。本设计首先定义了自身单元与码流分割单元的接口,再对熵解码的设计进行详细阐述。熵解码单元的核心是基于桶形移位器的并行解码结构,使用该结构的解码速度比一次一位的串行结构快得多,是实现高清视频实时解码的前提。然而传统的熵解码设计构架,即便采用桶形移位器也无法在现行主流FPGA平台下实现高清视频流(4:2:2)实时解码,通过本文对已有传统结构的分析及改进,最后以2.5%的LE单元换取43.2%的时序改善,为设计的推广赢得更大的发展空间。接着,本文提出了一种节省存储结构的数据组织格式,该格式主要用于熵解码单元与反扫描、反量化、反变换单元的数据交接,特定的组织格式为后续快速反扫描、扫描方式同步、量参同步方面提供了保证。最后,在反扫描、反量化、反变换的设计中,本文也在节省存储空间方面采用了一些新技术并做进一步改善,在实现实时解码的同时把资源降到了最低。在设计方法上本文采用自顶向下的设计方法,同时设计了c语言模型验证解码算法为仿真提供测试向量。在设计的每一步都进行仿真,以便及时发现问题,确保设计的正确性。最后作了FPGA验证。实验证明,本文采用的结构在CycloneⅡEP2C35F672C6上能够实时解码高清视频流(4:2:2)。