多模視頻解碼芯片中幀內(nèi)預測模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、H.264是ITU-T與ISO/IEC共同制定的最新一代視頻編碼國際標準,具有非常高效的視頻編解碼效率，AVS是中國自主知識產(chǎn)權的數(shù)字音視頻編碼標準，MPEG2標準是現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運用的而且相當成熟的視頻編碼標準。前兩者是目前新一代媒體產(chǎn)業(yè)領域關注的熱點問題，而MPEG2的市場之廣也不容忽視。針對當前數(shù)字多媒體產(chǎn)業(yè)及其市場發(fā)展的特點，研究開發(fā)一種適用于多種視頻標準的解碼芯片也已成為一個趨勢；而上述的這些視頻壓縮標準均采用基于塊的混合編碼結(jié)

2、構，在系統(tǒng)結(jié)構上有較多的相似之處，也使得開發(fā)一種適用于多種標準的解碼器具有可行性。在MPEG2、H.264及AVS這幾種視頻標準中，只有H.264和AVS具有幀內(nèi)預測模塊。本文致力于提出一種適用于H.264和AVS兩種標準高清解碼芯片的幀內(nèi)預測模塊的硬件架構設計。 本文首先介紹了視頻壓縮原理，回顧了視頻壓縮標準的發(fā)展歷史，對主流視頻標準MPEG-2、H.264以及AVS進行了介紹；并對市場上已經(jīng)存在的一些解碼芯片尤其是多模解碼芯

3、片做了簡單介紹，同時對芯片設計的一般流程給出說明，對本論文的研究目的和側(cè)重點進行了闡述，指明了本文研究的方向所在。 然后，本文闡述了預測編碼的基本原理，對幀內(nèi)預測技術原理的發(fā)展歷史進行了綜述，并從算法層次研究了H.264和AVS幀內(nèi)預測的方法，對兩標準中算法的異同性進行了分析，這是進行后續(xù)模塊設計的理論基礎。 本文在對支持多標準的視頻解碼SOC系統(tǒng)進行分析的基礎上，重點對幀內(nèi)預測模式進行了詳細的設計，包括與總線以及VLD

4、模塊的控制字信號接口設計、預測模式判決模塊設計以及最關鍵的預測計算單元設計。本文著重于分析算法的相容性，從而設計出可重用的運算單元，以提高對硬件資源的共享。與其他設計相比，本文所提出的一種運算結(jié)果可以支持所有幀內(nèi)預測算法，其中包括H.264 FRExt擴展部分所提出的8×8亮度宏塊、16×16和8×16色度宏塊預測算法。 對本文所設計的幀內(nèi)預測計算單元使用VerilogHDL進行RTL級的實現(xiàn)，并進行了功能仿真，通過和C語言模型