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当今,用户对高质量视频的需求愈加强烈,致使视频图像传输码率日益增高,伴随着移动视频设备的发展及信道带宽的限制,运营商希望能够使用较低的码率传递高质量的视频。致使视频信源的压缩趋向于采用具有高复杂度的视频压缩算法,以获得更高的压缩性能。但这同时这也给视频编码器的片上存储的设计和带宽利用提出了更高的要求。目前主流的视频编码器大多采用基于块的混合编码框架,运动估计(包括整像素运动估计IME和分像素运动估计FME)是混合视频编码框架中对性能影响最为严重的一个环节,同时也是视频编码系统中数据预取复杂度及资源消耗最高的模块,大约消耗整个编码器70%的带宽资源。视频分辨率的提高及搜索窗范围的增大给存储系统的设计和实现带来了极大的挑战。 本文针对高清视频编码器对存储系统巨大带宽和高效率的要求,进行了一下三部分的研究工作:⑴根据整像素运动估计模块(IME)更新搜索窗数据需要消耗大量存储带宽的特点,提出了一种高效的整像素运动估计搜索窗装载方法。该方法完全复用了水平方向相邻宏块的搜索窗的重叠部分,部分复用了垂直方向相邻宏块的搜索窗重叠部分,实现了108OP高清视频编码器实时编码所需的数据存储,有效提高了数据的复用率,降低了存储系统的数据带宽,能够以更低的成本满足编码器的存储需求。⑵针对分像素运动估计(FME)装载搜索窗需要对存储器进行二维访问的特点,设计了一种高效的DDR地址映射方法,使得FME装窗访问DDR时尽量避免访问同一bank不同row,提高了DDR存储器的访问效率和访问速度。⑶提出了一种适用于高清编码器存储系统的仲裁调度策略,该策略对各模块发出的读写请求进行仲裁和调度,均匀了对存储系统的请求。同时还在编码器顶层采用了统一的宏块控制,保证了经仲裁和调度后的实时带宽满足系统的要求。在多组高清(HD)视频测试序列上的实验结果均表明,这些方法能够显著降低高清视频编码的访问带宽,满足高清视频编码时的存储访问,且对视频的客观质量(以PSNR和Bitrate衡量)没有明显的负面影响