基于FPGA的AVS幀內(nèi)預(yù)測實現(xiàn)及碼率控制研究.pdf

1、為了推動中國視頻技術(shù)的發(fā)展，我國于2002年6月成立了“數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”，聯(lián)合國內(nèi)從事數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)，制定具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)一一AVS標(biāo)準(zhǔn)。AVS標(biāo)準(zhǔn)具有性能高、復(fù)雜度低等優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。 根據(jù)與上廣電(SVA)合作的電子信息產(chǎn)業(yè)部專項基金項目組的安排，以實現(xiàn)實時高清的AVS編碼器為目標(biāo)，作者負(fù)責(zé)幀內(nèi)預(yù)測實現(xiàn)和碼率控制兩部分的硬件算法設(shè)計。本文針對AVS

2、編碼器中幀內(nèi)預(yù)測和碼率控制模塊的算法復(fù)雜度的評估，算法特點的分析，設(shè)計相應(yīng)的易于硬件實現(xiàn)的算法，并在幀內(nèi)預(yù)測硬件實現(xiàn)過程中進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，以提供編碼器所需要的實時高清性能。 幀內(nèi)預(yù)測部分，從算法級到結(jié)構(gòu)級對整個設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化。在算法級上，由于色度塊的預(yù)測模式Plane模式是最復(fù)雜、最消耗資源的，因此去除這種模式。并且綜合衡量實現(xiàn)所需消耗資源以及算法性能，最終選擇SATD作為模式判決，算法性能基本上相同于參考模型。在結(jié)構(gòu)級上，采

3、用五路并行統(tǒng)一計算架構(gòu)和主控制器的歸一化，并提出一種新的編碼次序、ping-pong結(jié)構(gòu)等，以減少硬件資源的占用，提高時鐘工作頻率。整個幀內(nèi)預(yù)測實現(xiàn)占用11750個Slice，時鐘頻率達(dá)到100MHZ以上，完全滿足高清實時編碼器的要求。 碼率控制是視頻壓縮編碼的一個重要部分，本文針對AVS的碼率控制算法在幀級比特分配上的不足，提出了一種改進(jìn)的幀級碼率控制算法。利用視頻中各圖像的運(yùn)動活動性實現(xiàn)了幀級比特分配，并且采用跳幀策略來防止