基于FPGA多核技术的AVS视频编码的设计与实现

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:gordonbest
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
目前的各类嵌入式设备普遍采用专用ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)芯片实现视频编码的功能。其中H.264由于其具有高数据压缩率以及友好的网络亲和性,在众多的视频编码ASIC中得到了广泛的支持,也使其在各类视频编码产品中得到了广泛的应用。但是受知识产权的制约,国内厂商每年都要为此支付一笔高额的专利费用。针对这一问题我国推出了具有自主知识产权的音视频压缩标准AVS(Audio Video coding Standard),它采用1元钱专利池方式,只对AVS编解码产品收费,且额度为每台设备1元人民币。与H.264/AVC相比,AVS标准不仅降低了专利费,更重要的是在编码性能与H.264基本相当的情况下,其复杂度也得到了一定程度的降低。但是目前支持AVS编码的专用芯片还很少,因而制约了其在嵌入式处理器平台上的广泛应用。为了提高AVS在嵌入式平台上的编码速度,本文在研究基于FPGA多核系统的基础上,实现了AVS的并行算法,具体工作包括研究了AVS编码过程以及其官方参考模型RM52j,将该算法进行修改,使其可以移植到XilinxXUPV5-LX110T芯片上。实验结果表明,该算法对于嵌入式单核系统而言,极高的复杂度使得其根本无法服务于人们的生活。其次,针对AVS编码过程进行改进,设计并实现了一种AVS帧组级并行算法,搭建了适合于该算法的3核嵌入式结构。实验结果表明,在编码性能几乎不变的情况下,该算法可以在该3核体系结构上的加速比达到了1.786。最后,为了进一步提高编码速度,设计并实现了一种AVS改进帧级并行算法,该算法采用混合并行粒度,对于帧内编码采用宏块级并行,对于帧间编码采用帧级并行。搭建了宏块级2路并行,帧级3路并行的多核嵌入式系统结构。实验结果表明,该算法可以在压缩性能几乎不变的情况下实现加速,加速比为4.499。帧组级并行算法为ASIC芯片实现AVS视频编码提供了良好的参考。改进帧级并行算法为多FPGA实现视频编码提供了一个很好的方案。
其他文献
目前的动态路由方法周期性地采样网络参数.由于呼叫到来的随机性和传输与处理的延时,使决策的作出在整个采样间隔内落后于采样时刻,导致它们均只是准实时的,从而影响决策的准
该文重点讨论邮政综合网主机应用系统互边互操作的应用需求,概要描述了90年代以来企业计算领域应用系统互连互操作技术的主要发展;讨论分布计算与通讯技术的基础理论,给出网
微处理器的硅前性能验证是在处理器芯片生产之前的重点工作内容。通过对处理器设计的各项性能指标进行测试分析,发现出存在的性能缺陷并予以改进,从而确保处理器最终实际性能符
全局光照技术是图形学领域的研究热点之一。传统的全局光照算法如路径追踪,辐射度,光子映射等存在计算量大,收敛速度慢等问题。多光源渲染技术将全局光照下的渲染转化为虚拟点光
在互联网飞速发展的今天,海量的文本数据在网络上共享传输,文本的自动分析处理成为一个研究热点,而文本中包含情感的获取对于语义的理解有着直接作用,情感知识库在这一工作中
W.N.Borst在1997年定义本体是共享的概念模型的形式化的规范说明。它用来构建知识库,可以方便知识共享。随着语义网的发展,人们构建了很多本体。例如借助维基百科构建的DBpedia
Internet与Web技术的发展彻底改变了人们信息获取与交流的方式,校园网的建设将 对大学的教学与管理带来革命性的变化.为了提高该校研究生管理的水平与工作效率,使工作走向规
该文结合公安部、北京市公安局和天津大学计算机系合作开发项目-智能型强行拷贝工具,重点对磁盘解密、软件破解、网络安全等三方面做了深入的研究工作.论文的工作和主要成果
该文采用了更易理解的面向对象的语义对象进行建模.出于对Microsoft公司的信任以及对Windows NT操作系统的依赖,网络模式采用了C/S计算模式.此外,该文还深入的研究 了车间作
论文采用OMG于1999年6月发布的UML1.3版,以面向单用户的At_Pattern服装纸样设计系统为实例,进行了UML应用的探索性研究与实践.总结了使用UML面向对象系统分析和设计的基本过