H.264标准中整数余弦变换和量化算法的研究与硬件实现

论文摘要

H.264是新一代的视频编码标准,它具有码率低、图像质量高、容错能力强、网络适应性强等特点。H.264在视频会议、视频点播、数字电视和手持视频应用中有非常广阔的应用空间。H.264获得优越性能的代价是运算复杂度的大幅增加,与MPEG-4等现有的其它视频编码标准相比H.264对硬件的要求要高很多。由于H.264是新的视频编码标准,编解码过程中的算法选择和实现并不是很完善,在性能上还有较大的提升空间。因此研究H.264编解码器的关键算法以及这些算法在硬件实现上的优化对于推动H.264的应用具有重要的现实意义。在H.264视频编码标准中采用了整数余弦变换运算降低了变换算法的复杂度,并且把变换算法和量化算法结合在一起。本研究首先针对H.264基本档的变换运算提出一种基于矩阵分解的快速并行算法。分析了该算法的结构,表明是符合H.264标准的一种快速算法,并对变换算法的硬件实现进行了分析。接着分析了H.264标准中的量化算法以及量化电路的硬件设计方法。提出一种流水线结构的整数余弦变换和量化电路。设计了这种流水线结构的视频编码加速器,并把它在基于ARM的SoC中验证。在本研究中还分析了H.264的最新标准中的整数余弦变换。并把它

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究方案
• 1.3 论文结构
• 1.4 小结
• 2 第二章 H.264 标准介绍
• 2.1 视频编码标准的发展历史
• 2.2 H.264 编码标准的特点与应用
• 2.3 小结
• 3 第三章 视频压缩的基本原理
• 3.1 视频压缩原理
• 3.2 视频压缩的主要技术
• 3.3 H.264 编解码原理
• 3.4 小结
• 4 第四章 SOC 中H.264 整数余弦变换和量化的加速器设计
• 4.1 DCT 变换原理
• 4.2 H.264 中的整数余弦变换
• 4.3 整数余弦变换的快速算法
• 4.4 快速变换算法分析
• 4.5 H.264 中的量化原理
• 4.6 整数余弦变换和量化结合的硬件实现
• 4.7 小结
• 5 基于MOVE 处理器的可配置ICT 和DCT 加速器设计
• 5.1 可配置加速器设计的提出
• 5.2 MOVE 处理器概述
• 5.3 MOVE 处理器和RISC 的比较
• 5.4 基于MOVE 处理器的ICT 和DCT 加速器设计
• 5.5 小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文