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一种H.264编码芯片帧间预测的硬件设计
论文导读:它既是ITU-T的H.264。帧间编码的核心运算部分是“ME”(motionestimation)即运动估计。运动估计包括整像素预测(IME)和分像素预测(IME)两部分。整像素预测,一种H.264编码芯片帧间预测的硬件设计。
关键词:H.264,运动估计,整像素预测
1、引言
H.264是一种高性能的视频编解码技术,它是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:jointvideoteam)开发的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。论文写作,整像素预测。
作为新一代的视频编码标准,它具有很高的数据压缩比率和优异的性能,广泛应用于视频会议、视频点播、高清视频、移动播放器等多个领域。
H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率,在同等图像质量的条件下,H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上,是MPEG-4的1.5~2倍。论文写作,整像素预测。和MPEG-2和MPEG-4ASP等压缩技术相比,H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。论文写作,整像素预测。尤其值得一提的是,H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。
在H.264的编码芯片结构中,相比帧内,帧间(InterPrediction)编码的效率高,但是运算复杂度也比较高。帧间编码的核心运算部分是“ME”(motionestimation)即运动估计,占用最多的逻辑与时钟资源。帧间预测的运动估计过程分为整像素运动估计(IME)和分像素运动估计(FME),首先找到整像素的最佳MV,然后再进行分像素的有哪些信誉好的足球投注网站。除了巨大的计算复杂度,编码过程也很长,包括预测,重构和熵编码。
2、运动估计运算
H.264帧间预测是利用已编码视频帧/场和基于块的运动补偿的预测模式。由于引入了1/4像素精度、多种分割预测等先进技术,在获得更高压缩率的同时,其算法复杂度也大大提高,使得帧间预测编码耗时占到整个编码计算时间的50%以上,若采用全软件实现高清图像的实时编解码,明显力不从心,这就要求使用高性能的硬件编解码器来完成高清实时编解码任务,这也是本人研究的主要内容。
编码宏块(16x16象素)可以分割成不同大小的块像数据,例如16x16、16x8、8x16、8x8、8x4、4x8、4x4等七种模式。而“ME”的再对各种宏块分割方式下的每个块象素进行预测运算,然后由后续模块统计和比较出最优的分割方式。
运动估计包括整像素预测(IME)和分像素预测(IME)两部分,这两部分是串行的。每一个宏块,只有在IME做完之后,找到最佳整像素MV,再进行FME。
在进行IME计算时,首先要计算MVP,对于一个块象素,预测运算就是在参考帧中有哪些信誉好的足球投注网站出最佳匹配(即两者差异最小)的同尺寸块象素作为当前块的参考区域。如果在整个参考帧的范围下进行全面的有哪些信誉好的足球投注网站,固然可以得到最为匹配的区域,但是复杂度太大。事实上,相邻块在参考帧中的匹配区域一般位置比较接近。综合考虑算法复杂度,编码效果,资源使用等方面,帧间预测做了如下处理:首先根据周边块的Mv值预测出当前块的Mv值,即Mvp,然后在Mvp所指参考帧中象素点周边有哪些信誉好的足球投注网站最佳块象素。
MVP的有哪些信誉好的足球投注网站过程如图2所示,假定E为当前的宏块、宏块分割或者亚宏块分割,除了16x8和8x16,MVP为A、B、C的MV的中值;对于16x8分割,上面部分MVP由A预测,下面部分MVP由B预测;对于8x16分割,左面部分MVP由B预测,右面部分MVP由C预测。论文写作,整像素预测。以MVP作为有哪些信誉好的足球投注网站的起点。
图2MVP计算
IME在进行当前宏块MB(x)的MVP计算的时候,前面的宏块MB(x-1)包含分像素的MV还未得到,这个时候我们无法得到准确的A,所以我们此时以MB(x-1)的16x16分割有哪些信誉好的足球投注网站时所得到的整像素MV来代替A,并把据此计算得到的MVP作为有哪些信誉好的足球投注网站的起点。
3、IME模块及功能
IME模块的架构如下图所示
图3IME模块架构图
IME的主要功能是:
(1)数据:把原始和参考YUV从inter_config模块中取出,为PS和FME模块准备预测所需数据;
(2)控制:控制帧间预测的过程
IME的模块划分及各自功能:
Pipe_ctrl:不同分割间的有哪些信誉好的足球投注网站和选择将不同分割方式的顺序有哪些信誉好的足球投注网站改为并行,用两条水线来实现加速Pipe0:进行P16x16,P8x16,P4x8;Pipe1:进行P8x8,P16x8,P8x4,4x4由两条共同完成(为了减少pipe0的等待时
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