【摘 要】
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熵解码是视频解码的核心算法之一。随着高性能编解码标准的出现和高清晰度视频的应用,熵解码处理的数据量和计算复杂度大幅增加,采用软件处理的方法难以满足多种格式高清视频
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熵解码是视频解码的核心算法之一。随着高性能编解码标准的出现和高清晰度视频的应用,熵解码处理的数据量和计算复杂度大幅增加,采用软件处理的方法难以满足多种格式高清视频实时解码的要求,通过设计专门的硬件结构加速熵解码处理,已成为提升系统视频解码性能的主要方法之一。
本文对多种主流的视频熵解码算法以及其硬件设计实现方法进行分析,基于视频熵解码的算法共同特征,设计并实现了一种支持MPEG-2 VLC、AVSVLC、H.264 CAVLC以及H.264 CABAC解码的视频熵解码硬件结构。采用码流检测与码表拆分相结合和最小化码表两种查找表优化策略,设计了支持MPEG-2/H.264/AVS标准中VLC查找表解码的结构。针对AVS和H.264标准的指数哥伦布码,设计了一种二级流水线解码器结构,采用K值提前检测消除了流水线的数据冒险,采用支持每周期解码多个码字的有限状态机控制码流解析与熵解码过程。
本设计用Verilog HDL语言进行设计描述,使用Synopsys的VCS模拟,使用Synopsys的综合工具Design Compiler在TSMC65工艺库下进行综合,综合等效逻辑门数16k,频率200MHz。本文设计的熵解码模块平均一个周期可以解码一个码字,在工作频率为200MHz的情况下,可以支持HD1080p视频实时解码。
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