本文關(guān)鍵詞：H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊與高可靠性ToI系統(tǒng)SoC設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC,即H.265,是ITU-T的視頻編碼專家組和ISO/IEC的動(dòng)態(tài)圖像專家組聯(lián)合提出的最新視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。與H.264相比,H.265的壓縮率提高了1倍,但也增加了編解碼器的復(fù)雜度。本文研究了H.265解碼器中的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法,并完成了H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊與高可靠性ToI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與SoC實(shí)現(xiàn)。本文主要工作如下：1、H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的硬件設(shè)計(jì)針對(duì)外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)帶寬大的問(wèn)題,使用寄存器緩存寄存參考像素點(diǎn),并將預(yù)測(cè)單元分割成4×4塊依次處理減少緩存面積；通過(guò)復(fù)用相鄰4×4塊之間的參考像素點(diǎn)降低外部存儲(chǔ)器的訪問(wèn)帶寬；同時(shí)利用插值系數(shù)的對(duì)稱性減少插值濾波器的數(shù)目。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,寄存器緩存面積最多減少96.5%,外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)帶寬最高降低59.7%,并且減少了4個(gè)亮度插值濾波器和8個(gè)色度插值濾波器。2、高可靠性ToI系統(tǒng)的SoC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)針對(duì)現(xiàn)有無(wú)線視頻通信系統(tǒng)中可靠性低及存儲(chǔ)、傳輸能力差的問(wèn)題,對(duì)無(wú)線接收到的H.264編碼視頻碼流插入SPS和PPS,并通過(guò)TS over IP方式將視頻傳到PC端。文章完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和SoC集成；完成Nios II控制軟件代碼的設(shè)計(jì)；完成系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性,解決由數(shù)據(jù)丟包或DTS與PTS值設(shè)定不合理造成的無(wú)法播放的現(xiàn)象。并建立FPGA驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)高可靠性ToI系統(tǒng)進(jìn)行SoC原型驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)接收H.264編碼的640×480@18f/s視頻信號(hào)并傳入PC端顯示,整個(gè)無(wú)線視頻系統(tǒng)延遲約2s,能夠穩(wěn)定工作,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：H.265 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 SoC TS over IP
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.81
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 課題研究的背景15
• 1.2 數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)15-17
• 1.2.1 H.26x系列視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)16-17
• 1.2.2 MPEG-x系列視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)17
• 1.3 論文的研究意義及內(nèi)容17-19
• 1.3.1 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的研究意義與內(nèi)容17-18
• 1.3.2 高可靠性ToI系統(tǒng)的研究意義與內(nèi)容18-19
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)組成19-20
• 第二章 H.265視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)20-31
• 2.1 H.265的新特性20-21
• 2.2 H.265的編解碼過(guò)程21-22
• 2.2.1 編碼過(guò)程21
• 2.2.2 解碼過(guò)程21-22
• 2.3 H.265圖像的劃分22-25
• 2.3.1 編碼單元22-23
• 2.3.2 預(yù)測(cè)單元23-24
• 2.3.3 變換單元24-25
• 2.4 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法25-30
• 2.4.1 AMVP技術(shù)和Merge模式25-27
• 2.4.2 亞像素插值27-29
• 2.4.3 加權(quán)預(yù)測(cè)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊硬件設(shè)計(jì)31-46
• 3.1 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊整體硬件結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2 運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)32-33
• 3.3 參考像素讀取和寄存器緩存存儲(chǔ)分配33-39
• 3.3.1 參考像素讀取35-36
• 3.3.2 寄存器緩存存儲(chǔ)分配36-39
• 3.4 亮度亞像素插值39-41
• 3.4.1 亮度插值運(yùn)算39-40
• 3.4.2 1/2像素插值濾波器40
• 3.4.3 1/4像素插值濾波器40-41
• 3.5 色度亞像素插值41-42
• 3.6 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析42-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 第四章 高可靠性ToI系統(tǒng)SoC設(shè)計(jì)46-63
• 4.1 系統(tǒng)和ts_over_ip模塊的硬件結(jié)構(gòu)47-48
• 4.1.1 高可靠性ToI系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)47
• 4.1.2 ts_over_ip模塊的硬件結(jié)構(gòu)47-48
• 4.2 TS流接收解包模塊48-51
• 4.2.1 TS流結(jié)構(gòu)48-50
• 4.2.2 TS流接收解包模塊50-51
• 4.3 H.264碼流分析模塊51-54
• 4.3.1 H.264碼流結(jié)構(gòu)51-53
• 4.3.2 H.264碼流分析模塊53-54
• 4.4 FIFO控制模塊54-56
• 4.5 TS流打包模塊56-59
• 4.5.1 ES流讀取模塊56-57
• 4.5.2 TS包生成模塊57-59
• 4.6 TS流時(shí)序調(diào)整模塊59-60
• 4.7 指令接口模塊和控制軟件設(shè)計(jì)60-62
• 4.8 本章小結(jié)62-63
• 第五章 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊和高可靠性ToI系統(tǒng)的驗(yàn)證63-75
• 5.1 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的驗(yàn)證63-67
• 5.1.1 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的功能仿真63-65
• 5.1.2 H.265運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的FPGA驗(yàn)證65-67
• 5.2 高可靠性ToI系統(tǒng)的驗(yàn)證67-74
• 5.2.1 高可靠性ToI系統(tǒng)的功能仿真67-69
• 5.2.2 高可靠性ToI系統(tǒng)的FPGA驗(yàn)證69-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況81

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