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支持MBAFF运动估计引擎的VLSI设计与研究

作　者: 魏维
导　师: 肖嵩
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: H.264/AVC MBAFF 运动估计 VLSI
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 18次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着因特网和3G移动通信技术的发展,数字视频的传输和处理成了目前的热点技术,如何更好的提高数字视频的压缩效果是其中的关键技术。新一代视频压缩编码标准H.264/AVC的提出很好的从理论上提高了目前的视频压缩水平,而通过超大规模集成电路完成该算法的硬件实现,则可以高效的将该算法应用于各个领域。在H.264/AVC标准中,采用了支持1/4像素精度的运动估计算法,并且支持自适应块大小和帧场自适应编码。这些都大大增加了运动估计的运算复杂度,本文提出了一种支持MBAFF(Macroblock Adaptive Frame Field Coding,宏块级帧场自适应编码)运动估计引擎的VLSI实现。通过创新的并行模块架构和高效的SAD匹配运算单元,仅通过一次SAD匹配运算,就可以得到不同块大小、不同编码模式下的SAD结果,通过判决得到一个编码宏块对的最优的块分割和帧场模式判决。对本文设计进行综合与性能分析,结果表明,在最坏的情况下,本文中的设计仍能够在1109个时钟周期内完成一个宏块的运动估计,同时,综合时钟频率可以达到150MHz。因此,本文设计可实现高性能的运动估计运算,并且能够用于大分辨率视频图像的实时编码。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 数字视频标准的发展  7-9
  1.3 本文的研究背景、内容及意义  9-10
  1.4 论文的组织与安排  10-13
第二章运动估计算法研究  13-29
  2.1 H.264/AVC 视频编码标准  13-14
  2.2 运动估计算法介绍  14-20
    2.2.1 运动估计的方法  14-17
    2.2.2 运动搜索算法  17-20
  2.3 支持MBAFF 的运动估计算法  20-27
    2.3.1 JM 中的帧场自适应算法  21
    2.3.2 单通道快速PAFF 和MBAFF 联合算法  21-24
    2.3.3 快速MBAFF 模式预测算法（FMMP 算法）  24-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章支持MBAFF 运动估计引擎的实现原理  29-41
  3.1 算法概述  29-30
  3.2 本文的算法流程  30-36
    3.2.1 粗略运动估计算法流程  30-31
    3.2.2 精细运动估计算法流程  31-34
    3.2.3 数据流水结构  34-35
    3.2.4 MBAFF 结构  35-36
  3.3 算法创新点的性能分析  36-40
    3.3.1 搜索窗偏移算法  36-38
    3.3.2 FME 提前终止算法  38-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章系统的硬件实现、综合与性能分析  41-57
  4.1 系统的硬件实现  41-52
    4.1.1 CME 硬件实现  41-45
    4.1.2 FME 硬件实现  45-52
  4.2 时序与周期安排  52-53
  4.3 仿真综合及性能分析  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章结束语  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-63
研究成果  63-64

支持MBAFF运动估计引擎的VLSI设计与研究

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