基于FPGA的H.264解码器研究与设计实现

来源 :中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) | 被引量 : 2次 | 上传用户:ai2009ni
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着数字视频技术以及计算机通信技术的迅速发展,视频通信成为了当今的研究重点。在进行视频信号存储传输时,视频编解码算法的选取尤为重要。在对视频信号图像分辨率的要求不断提升的同时,人们对视频解码的实时性也有着很高的要求。因此,设计H.264的实时解码器十分关键,为了实现这一目标。选择FPGA来完成的视频图像解码器的设计实现。首先,本文阐述了视频编解码标准的发展历程以及H.264的解码流程。在深入分析H.264解码流程的基础上,将解码器划分为熵解码器、变换系数解码器、预测数据解码器、块滤波器几大功能模块。其次,重点对熵解码器进行设计优化,提出了一种基于预测结构的双幅值熵解码实现结构。此外,对熵解码器中使用频率很高的前一检测器进行优化,提出了一种非均衡优先前一检测器实现结构。实验结果表明相对传统的实现方式,这种双幅值熵解码器可以缩减26%的运算时间。然后,分别完成了变换系数解码器、预测器、块滤波器的设计实现。变换系数解码器的设计采用了可重构结构实现方式,预测器由帧内预测和帧间预测两部分组成,针对块滤波器实现采用了五级流水的方式。接着,设计了位流缓存器来降低解码器从外部存储器读入数据的频率。此外,针对语法元素解析,采用将复杂状态机分解成子状态机的实现方式。设计了位流分解状态机,该方式不仅可以简化设计流程还可降低解码器功耗的34%。最后,在XC500VFX200t平台上使用ISE13.2自带的综合工具对解码器进行综合仿真。解码器的实现需要占用FPGA约5%的寄存器资源、21%左右的查找表资源、最大动态功耗为157mW、数据吞吐率为960K、最高运行频率为216MHz。将整个解码器置于50MHz的工作条件下进行分析,结果表明,解码一个宏块需要577个时钟周期。对于4CIF(704*576@30fps)格式的H.264Baseline级别视频数据,只需工作在27.4MHz频率下即可完成实时解码。综合分析结果表明,本设计实现能够完全满足H.264Baseline的实时解码需求。
其他文献
目的调查并分析云南社区育龄妇女不良妊娠结局发生率,可能的影响因素,以期指导并提高社区生殖健康水平。方法对研究对象进行生殖健康相关信息的问卷调查、访谈,统计孕妇自然
LDMOS(Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)器件最初作为微波双极型晶体管替代产品应用于基站,通过不断优化器件结构和工艺,器件各
在科技飞速发展的今天,展示空间环境设计越来越趋向于向多元化发展,而和它相适应的,设计师在设计观念与思维方式也有了非常大的改变,通过先进技术与新意的设计结合,使现实中的技术
“和”从中国传统文化中凝练而来,同时又标志着中国传统艺术形式的美学价值。中国古典舞从中国传统文化中吸收养分,无论是其舞姿造型,还是运动方式,都有对“和”这一文化现象
21世纪以来,经济全球化的不断发展和中国对外开放水平的广泛深入,呼唤着新一批高素质、高能力、高水平的复合型翻译人才。翻译教学是翻译理论与实践相结合的重要领域,对于培养翻
为提高液晶投影机的光能利用率和图像对比度,设计了一种宽角度宽波长的光学薄膜偏振分束器(PBS).采用多种薄膜材料产生多个Brewster角,通过优化膜层数目和膜层厚度,获得了宽
目的:了解江西省成年居民代谢综合征(MS)患病现状及其影响因素,并对三种MS诊断标准进行比较并分析其适用性,为江西省成年居民MS预防和控制工作提供切实的参考依据。方法:采用
中华民族在长期生产生活实践中,由于地域环境、文化精神、民族历史差异逐渐形成具有地域特征的音乐文化,随着我国传统文化资源保护力度的不断增加,地方音乐资源开发日益受到
小学语文是一门重要的基础课程,在学生全面发展过程中起着非常重要的作用.本文根据以往工作经验,对小学语文教学中存在的问题进行总结,并从学生创新思维的培养、德育教育工作
批判性思维不仅包括批判性思维倾向也包括反措、归纳、概括、假设、推理、评价等批判性思维技能。它对培养学生的创造秸祌和创新能力異有十分蜇耍的作用。与西方国家相比,我国