H.264幀內預測算法優化及幾個重要模塊的FPGA實現.rar - 免費下載

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H.264作為新一代視頻編碼標準,相比上一代視頻編碼標準MPEG2,在相同畫質下,平均節約64﹪的碼流。該標準僅設定了碼流的語法結構和解碼器結構,實現靈活性極大,其規定了三個檔次,每個檔次支持一組特定的編碼功能,并支持一類特定的應用,因此。H.264的編碼器的設計可以根據需求的不同而不同。 H.264雖然具有優異的壓縮性能,但是其復雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進行了編碼復雜度分析,并統計了整個軟件編碼中計算量的分布。H.264中采用了率失真優化算法,提高了幀內預測編碼的效率。在該算法下進行幀內預測時,為了得到一個宏塊的預測模式,需要進行592次率失真代價計算。因此為了降低幀內預測模式選擇的計算復雜度,本文改進了幀內預測模式選擇算法。實踐證明,在PSNR值的損失可以忽略不計的情況下,該算法相比原算法,幀內編碼時間平均節約60﹪以上,對編碼的實時性有較大幫助。 為了實現實時編碼,考慮到FPGA的高效運算速度和使用靈活性,本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實現。首先研究了H.264編碼器硬件實現架構,并對影響編碼速度,且具有硬件實現優越性的幾個重要部分進行了算法研究和FPGA.實現。本文主要研究了H.264編碼器中整數DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數DCT變換等部分。分別對這些模塊進行了綜合和時序仿真,并將驗證后通過的系統模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,進行了在線測試,驗證了該系統對輸入的殘差數據實時壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內預測模式選擇算法的改進,算法實現簡單,對軟件編碼的實時性有很大幫助。本文對在單片FPGA上實現H.264編碼器做出了探索性嘗試,這對H.264編碼器芯片的設計有著積極的借鑒性。

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