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文檔簡介
1、塊匹配運動估計是去除視頻時間冗余的主要方法,已成為視頻編碼標準的核心模塊。對于消費電子產(chǎn)品中的編碼實現(xiàn),要求編碼器在限定的計算復雜度和功耗下完成視頻壓縮任務,由此,出現(xiàn)了對不同分辨率下的高速低功耗視頻壓縮硬件結構的設計需求。運動估計陣列占整個編碼系統(tǒng)計算復雜度的50%以上,被認為是系統(tǒng)中計算最為繁重的模塊。因此,將運動估計陣列集成到SOC設計中對視頻編碼應用越來越重要。論文開展高效的(高吞吐率、低功耗、低帶寬)運動估計硬件結構設計和優(yōu)化
2、的研究。
論文的主要成果和創(chuàng)新點如下:
1)為了達到實時低復雜度視頻編碼的處理要求,提出一種節(jié)省面積的低比特表示全搜索運動估計引擎。使用源像素線性陣列(SPBLA)作為系統(tǒng)級架構,并針對系統(tǒng)瓶頸——基于ROM的脈動胞元和冗余的數(shù)據(jù)存儲器,各自給出優(yōu)化的方案。實現(xiàn)結果表明,相比傳統(tǒng)性能最好的結構SPBLA,在保持相同吞吐率的前提下,所提設計以少量組合邏輯資源增加為代價換取大量存儲資源的節(jié)省。
2)
3、為了滿足便攜式實時全高清視頻的處理要求,基于SPBLA 提出一種多宏塊并行比特變換運動估計結構,克服以往2 維陣列消耗資源較多且延時大的不足。所提結構易于并行擴展且更為節(jié)約資源,進一步還針對脈動胞元和數(shù)據(jù)存儲器這兩個系統(tǒng)瓶頸進行優(yōu)化設計。實現(xiàn)結果表明,與同類設計相比,所提設計在面積和速度上均有改善。
3)提出一種支持動態(tài)搜索區(qū)域的可變塊大小運動估計硬件結構,彌補以往結構使用固定大小搜索區(qū)域所帶來的不足,可同時降低外存帶寬、
4、計算復雜度和功耗。針對關鍵部件——搜索區(qū)域緩存,使用循環(huán)分布式存儲結構來支持動態(tài)搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)存取,地址邏輯簡單易于LUT實現(xiàn)。對耗時的SAD計算陣列進行均衡的流水線劃分和加法邏輯優(yōu)化。實現(xiàn)結果表明,相比同類設計,所提設計以少量吞吐率損失換取面積效率和功耗效率明顯改善。
4)為了達到實時視頻編碼的低功耗、低帶寬、省資源三個要求,基于改進的歸一化部分失真搜索算法(DHS-NPDS),提出一種新穎的運動估計硬件結構。新結構支持
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