基于視頻新標準HEVC的硬件熵編碼器的研究與設計.pdf

1、隨著生活質量的提高，人們對視頻享受標準提出了更高的要求，有效地推動了視頻編碼技術的不斷進步。聯(lián)合視頻小組在2013年推出了新一代視頻編碼標準HEVC(HighEfficient Video Coding)，HEVC標準通過采用靈活樹狀劃分結構、非對稱預測分割形態(tài)、大尺寸變換單元、更多方向的幀內預測手段、自適應采樣補償技術和可并行計算的CABAC熵編碼等一系列關鍵技術，實現(xiàn)視頻編碼壓縮效率在H.264標準的基礎上提高一倍左右。同等條件下，

2、CABAC算術編碼根據其統(tǒng)計編碼理論，可以實現(xiàn)比CAVLC變長編碼提高8％～14％左右的壓縮效率，但是由于算術編碼原理固有的數據依賴性，導致CABAC編碼器的數據吞吐率受到一定限制。本文主要對HEVC標準的熵編碼模塊展開研究，提出了一種高效的CABAC編碼器設計方案，并給出了具體的VLSI實現(xiàn)。
　　本文首先研究了HEVC標準和CABAC編碼算法，對各子模塊進行相應優(yōu)化改進，采用Multi-Bin Multi-Mode的BAE算術

3、編碼方式，有效提高了模塊設計的數據吞吐率。其次為減小Multi-Bin結構帶來的關鍵路徑問題，設計中采用了4級流水的算術編碼結構以及概率建模過程前置的解決方案。為保證上下文建模過程能夠準確的讀取每個語法元素的概率模型，實現(xiàn)中將HEVC標準涉及的所有概率模型間隔存放在5片SRAM中。通過設計仲裁結構有效地避免多個字符Bin對同一塊地址數據進行讀取帶來的沖突問題。為了有效地進行殘差數據塊的編碼，在二進制編碼過程中采用讀取→掃描→編碼的三級流