超高清視頻編碼器中分像素運動估計的VLSI架構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn).pdf

1、隨著科技的發(fā)展，尤其是集成電路工藝技術(shù)的發(fā)展，越來越復(fù)雜的電子系統(tǒng)應(yīng)用也漸漸的出現(xiàn)在人們的生活中，帶給人類更加完美的個人體驗。同樣，人類對視頻效果的要求隨著技術(shù)的發(fā)展也在不斷的提高，從DVD格式到SDTV再到HDTV，目前超高清視頻也正漸漸地成為主流，本文正是基于這樣一個背景，對基于H.264/AVC標準的超高清視頻編碼器中關(guān)鍵模塊——分像素運動估計模塊進行了研究和ASIC設(shè)計。
　　分像素運動估計技術(shù)可以為H.264/AVC編碼

2、標準帶來4+dB PSNR的編碼性能的提升[14]，但是由于采用了多參考幀、可變大小塊以及1/4像素精度的運動估計等技術(shù)，致使其占用了整個運動估計的45％的運算復(fù)雜度，本文對傳統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)進行了分析，提出了一種全新的分像素運動估計VLSI架構(gòu)。傳統(tǒng)架構(gòu)中多采用單輸入通道插值器結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)在進行換塊過程中會存在6個cycles的浪費，因此也就保證不了下面SATD（Sum Absolute Transformed Difference）計算模

3、塊的數(shù)據(jù)吞吐量，為此本文提出了一種硬件復(fù)用的雙輸入通道的插值器結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以解決6個cycles浪費問題的同時也可以提高數(shù)據(jù)吞吐量。本文還利用8x8/4x4Hadamard變換的復(fù)用關(guān)系采用8x8Hadamard變換結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的4x4Hadamard變換結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以自適應(yīng)的根據(jù)大小塊來選擇8x8變換還是4x4變換，這種自適應(yīng)變換可以提高編碼效率，此外，本文還利用了Hadamard變換的線性關(guān)系將SATD由做差-變換-絕對值求和的

4、順序改成了變換-做差-絕對值求和，這一改變?yōu)楸疚奶岢龅囊恍袃闪蠬adamard變換結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件，此結(jié)構(gòu)可以將傳統(tǒng)的由9個一行一列Hadamard變換結(jié)構(gòu)組成的SATD計算模塊減少到7個Hadamard變換組成的SATD計算模塊，從而減少了硬件資源。同樣，本文再次利用Hadamard變換的線性關(guān)系來計算1/4像素精度的SATD值，從而將原先的從插值-SATD計算-最佳搜索點選擇縮短到最佳搜索點選擇這一過程，解決了由原先的先1/2搜索后1