面向hevc的高性能运动估计vlsi设计-电子科学与技术专业毕业论文.docx

上海交遥大学学位论文腰板使ffl授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在一一年解密后适用本授权书。本学位论文属于/不保密陋。(请在以上方框内打((.J")町文作者签名:位科 指导教师签名:日期:).()日 日期:)()13年L月主17日面向HEVC的高性能运动估计VLSI设计摘要随着数字视频服务在图像精度与质量上的要求越来越高,能够适应更大屏幕、有更高的分辨率和更广泛的色域的超高清电视技术现已问世。超高清图像尺寸巨大,。为了降低其数据传输带宽,ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)与ITU-T视频编码专家组(VCEG)提出了最新的视频编码标准:高效率视频编码标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)。HEVC通过引入更大的编码单元、不对称的划分块、可变的划分深度、更多的帧内预测方向、更多尺寸的变换单元等新特性,进一步提高视频图像的压缩效率,其目标是在增加复杂度的基础上,%的码率。本课题针对HEVC的新特性进行研究分析,HEVC运动估计与现有视频编码标准的主要不同在于采用更大的块、引入划分深度并引入了不对称划分,并面向更大的超高清视频图像。基于以上新特性提出一种适用于HEVC运动估计的VLSI架构,该架构分为主控制器、输入数据读写模块、SAD(SumofAbsoluteDifference)运算核心及其加法树、大PU(PredictionUnit)运算、RD(Rate-Distortion)代价计算及输出模块。针对该架构通过设计层次化的数据重用扫描策略和存储访存策略,可重构的支持3种搜索区间,%;并通过SAD值的重用和分割,支持从4×4到64×64的849种块的划分种类的运动估计,其中168种为不对称划分块;通过进一步对参考帧数据片上缓存的划分,将其存储开销降低50%。本设计采用SMIC65nm工艺综合,该电路的最高工作频率可达到330MHz,电路规模89万门,功耗295mW。仿真结果表明,在280MHzI工作频率下,能够完成超高清视频图像3840×******@30fps的实时编码要求。关键词:视频编码,HEVC,运动估计,workareexpectedtogrowintermsofresolutionandquality,andtheultra-highdefinitiontelevision(UHDTV)eavailableinthenearfuturewithlargerscreens,higherspatial/temporalresolution,,theMPEGandVCEGhaveestablishedJCT-VCteamtodevelopthelatestvideocodingstandardnamedHEVC(HighEfficiencyVideoCoding),(ME),itemploystheLargestCodingUnit(LCU)upto64×64pixelswithAsymmetricMotionPartitions(AMP)andvariablepartition depth (PD), which significantly increases the ,,inputdataread-writemodule,SAD(SumofAbsoluteDifference)generatorandaddertree,-%andtoadj