AVS 3D實時解碼器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、三維視頻通過深度信息能夠為觀眾提供更加豐富的觀影體驗，具有很高的科研和商業(yè)價值，在數(shù)字視頻領(lǐng)域三維視頻正在發(fā)揮著舉足輕重的作用。AVS(Audio Video coding Standard）是《信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼》系列標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代信息編碼標(biāo)準(zhǔn)。目前，AVS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提出了針對三維立體視頻的雙目聯(lián)合預(yù)測和增強型雙目拼接兩種編碼方案。而本課題作為工信部AVS3D高清視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)的一個分支項目，主要完成3D

2、視頻解碼模塊的開發(fā)和設(shè)計工作。
　　本課題采用其中的增強型雙目拼接方案進(jìn)行AVS3D實時解碼器的設(shè)計工作。該方案在編碼端所用視頻序列由基線相互平行的兩攝像機采集，利用左、右視點的視點間相關(guān)性，及每個視點的時間和空間相關(guān)性，對左、右視點進(jìn)行聯(lián)合編碼，將左、右視點信息合成為一個碼流進(jìn)行傳輸。在解碼端，首先在AVS原有的二維軟件解碼器的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能上的增強，通過添加視點分離模塊從每幀拼接視頻中恢復(fù)出左、右視點的基本層圖像，其中基本層圖

3、像存在著水平或垂直維度的分辨率下降。并通過選取合適的層間上采樣插值模塊完成對于基本層圖像的分辨率插值工作，恢復(fù)出左、右時點的增強層圖像。通過這兩個模塊完成了AVS增強型雙目拼接ES流軟件在軟件平臺上的解碼操作，并進(jìn)行了相關(guān)驗證和分析。
　　接著，本課題完成了AVS語法元素解析的FPGA硬件加速模塊的設(shè)計。AVS標(biāo)準(zhǔn)中存在Exp-Golomb和CAVLC兩種語法元素解析方式，Exp-Golomb為指數(shù)哥倫布編碼方式；CAVLC為基于

4、上下文的變長編碼方式。將針對這兩種語法解析方式的硬件模塊作為SoC解碼系統(tǒng)的一部分，并完成與SoC開發(fā)板的接口設(shè)計。
　　最后，通過FPGA硬件加速模塊完成雙目立體TS流的語法元素解析，與SoC開發(fā)板Xilinx ZYNQ7020協(xié)同工作。選用ZYNQ7020是因為該平臺具有芯片集成度高、控制能力強、軟件通用性好的優(yōu)點。利用ZYNQ7020上具有兩片M9處理器硬核核心的片上系統(tǒng)芯片的特點。采用MASTER-SLAVE主從控制設(shè)計，