【摘 要】
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AVS的应用推广伴随着技术的日趋成熟已经走过了十年,在新形势下,高性能的AVS高清编码芯片的开发成为其进一步开拓市场的关键。本文就是从实际多媒体芯片的设计出发,研究了AVS
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AVS的应用推广伴随着技术的日趋成熟已经走过了十年,在新形势下,高性能的AVS高清编码芯片的开发成为其进一步开拓市场的关键。本文就是从实际多媒体芯片的设计出发,研究了AVS编码芯片设计中与帧内技术相关的编码重要环节,包括帧内预测,帧内模式决策,编码等几个部分。探索在硬件设计速度、面积、性能等多维约束的情况下帧内编码的实现方法,对结构做了优化设计,使与帧内编码相关的算法以芯片设计的手段实现。本文的创新点如下: 首先,针对AVS-P2中帧内预测的算法,设计了一套高速的并行预测结构。该结构支持包括亮度块和色度块在内帧内预测垂直、水平、DC、左下对角、右下对角、平面六种模式的预测,可以高速地并行输出一个块的所有模式预测数据,另外,本结构具有很强的复用性,可以使用不同的参考像素进行预测。 其次,针对帧内模式决策做了重点分析与设计,用系统模型对主要的帧内模式决策方法进行了性能上的分析,然后针对块级数据编码流水线,同时也是RDO决策的块级数据流水线进行了深入细致的分析。根据其特定的功能模块的时间开销,设计了八路并行的块级流水结构,从理论上阐述了五级流水编码流水线的合理性,并给出了一种基于RDO帧内模式决策高效的流水调度方法,突破了在RDO条件下,由于帧内预测对重构数据的依赖而打断流水线的技术障碍。另外,也给出了基于SAD的帧内模式决策结构与方法。 再次,为完成对于整个帧内编码的设计,结合本文所提出的高效哥伦布编码单元和宏块头编码单元,设计了对最后的编码环节宏块码流生成部分进行了结构设计,实现了实时流水编码。 最后,综合以上三方面的研究成果,灵活运用之前所设计的帧内编码关键单元,从速度优先的角度设计了基于SAD的帧内编码系统,以及从编码质量优先的角度设计了基于RDO的帧内编码系统,并比较了两者的优劣。
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