基于AVS标准的视频解码模块的研究和实现
[Abstract]:With the development of digital signal processing technology and computer technology, the wave of digital video swept the world. There is a growing demand for high-definition video applications and entertainment. In order to solve a series of problems, such as video quality, storage space and real-time performance, the research and development of high efficiency video compression standard and high performance hardware video decoder is increasing day by day. AVS, as a source standard with independent intellectual property rights in our country, has broad market prospects, so the research on its hardware implementation is of great significance. In this paper, according to the algorithm characteristics described in AVS video standard, the parallel pipeline of AVS video decoder is planned, and the decoder structure which is more suitable for hardware implementation is designed. The specific contents include: (1) variable length decoding. After studying the variable length decoding part of AVS standard, the bucket shift register is designed and implemented to read out the corresponding length data, and the look-up table method is used to realize the analysis of variable length code. (2) residual coefficient processing. After the inverse quantification operation, the cache FIFO, is inserted to implement the two-stage pipeline. The reverse scanning, inverse transformation and transposition operations are all completed on a register array of 8x8. Eight sets of data of row transformation and column transformation can be processed at the same time, which does not need to occupy memory resources, and saves the clock cycle consumed by read and write memory. (3) intra prediction and reconstruction. The algorithm of AVS standard intra-frame decoding is analyzed, the commonness of different mode algorithms is extracted, and the memory space on chip is arranged reasonably. When the pixel prediction value is calculated, a basic operation unit is designed to complete the pixel prediction calculation of most prediction modes, and for the more complex Plane mode, the Plane mode calculation array is specially designed to complete its calculation. (4) loop filtering. After analyzing the filtering algorithm, the order of filtering boundary is adjusted properly, and the internal dual-port RAM memory resources are allocated reasonably. The boundary pixel filtering operation is carried out in parallel with the filtered pixel transfer operation, which accelerates the filtering speed and saves the consumed clock cycle. (5) the motion vector acquisition part of inter-frame prediction. According to many inter-frame prediction modes and partition methods, the command word and flag bit are used to classify, and the subsequent MV calculation module enters different computing branches according to the command word, and calls the computing unit to calculate. For several frequently used complex formulas in the process of MV calculation, a computing unit is designed uniformly, and the calculation is realized by time division reuse (TDM). In this paper, Verilog language is used to design each module, and several key hardware modules of AVS decoder are verified by comparing with software rm code, ModelSim software simulation and FPGA verification. The analysis shows that the designed module can meet the real-time decoding requirements of AVS standard video.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN919.81
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,本文编号:2508039
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