AVS 3D实时解码器在FPGA/SoC平台上的设计与实现

AVS(audio video coding standard)工作组针对3D视频提出了双目立体视频编解码方案。以AVS双目拼接算法为核心,通过FPGA硬件加速模块完成双目立体ES流的语法元素解析,与So C开发板Xilinx ZYNQ 7020协同工作,创新性地在FPGA/So C协同平台上实现了AVS 3D实时解码器。通过HDMI接口将解码数据输出到三维显示设备,得到了具有深度信息的3D视频,验证了AVS 3D实时解码器的有效性。     

一种SoC架构的AVS硬件解码器设计方案

根据AVS音视频解码标准提出的算法设计了一种SoC架构的AVS解码芯片设计方案。该方案能够有效的减小纯硬件实现AVS硬件解码器的复杂度。采用软硬件协同设计的思想,降低解码器设计的难度,同时提高解码的灵活性。     

一种SoC架构的AVS硬件解码器设计方案

根据AVS音视频解码标准提出的算法设计了一种SoC架构的AVS解码芯片设计方案。该方案能够有效的减小纯硬件实现AVS硬件解码器的复杂度。采用软硬件协同设计的思想,降低解码器设计的难度,同时提高解码的灵活性。     

基于AVS的变字长解码器的设计及其FPGA验证

提出了一个完整的AVS变字长解码器的硬件架构,在设计中采用加入FIFO的方法构成流水结构,并尽量减少变字长解码器中各子模块的运行节拍,大大提高了系统的运行速度。本设计已经通了FPGA验证。该变字长解码器不仅可以成为其他AVS解码器的硬件加速器,同时由于视频编解码标准的相似性,稍加改动即可应用在其他的视频标准中。     

AVS解码器中帧内预测模块的设计与实现

阐述了AVS视频解码器的总体框架,详细分析了帧内预测的原理与算法,提出了一种可行的帧内预测解码器的硬件设计,给出了每一模块的功能和结构的详细介绍,并建立了一种高效的存储机制。通过FPGA平台的验证,表明本设计完全满足AVS标清视频的实时解码要求。     

AVS及H.264双模可变长解码器设计

为使视频解码芯片能同时兼容AVS及H.264这2种视频编码标准,设计一种双模可变长解码器。该设计复用码流缓冲移位和指数哥伦布解码模块,采用组合逻辑电路查找码表,对AVS和H.264码表进行优化与重组。在ModelSim环境下完成仿真测试,并通过FPGA芯片进行综合验证。结果表明,该设计能有效支持AVS和H.264 2种标准,减小电路资源消耗和面积,并提高查找表的查找效率。     

AVS逆扫描反量化和反变换模块的硬件设计

提出一种适用于AVS视频解码器逆扫描、反量化和反变换的硬件结构优化设计方案,该设计把逆扫描、反量化和反变换过程结合在一起进行设计,以宏块为单位进行操作且在块与块之间采用了流水线技术,并通过采用乒乓技术和寄存器复用技术达到速度和面积的平衡和优化。本设计在Quartus II 8.0上进行了仿真,仿真结果与C中结果进行了比对,通过在基于Nios II的AVS视频解码系统测试平台上进行测试,证明了该模块功能的正确性。     

H.264及AVS双模视频解码器中帧内预测的硬件设计与实现

根据H.264/AVC及AVS的特点,设计出一种适合于帧内预测解码的硬件实现方式,并根据H.264和AVS帧内预测运算上的相似性提出了基于可重构的并行结构,有利于提高解码速度,并将该结构配合其他设计好的解码器模块,在FPGA上实现了高准清晰度的H.264及AVS视频的实时解码。     

H.264软件解码器的优化

分析了JM 7.6解码器的结构,指出了影响速度的瓶颈,并且对亮度块运动补偿、色度块运动补偿以及帧内预测等耗时模块进行了优化,对程序的流程和数据结构进行了调整。试验结果表明,优化后程序的解码速度是参考代码JM 7.6的5倍左右,实现了L inux平台上720×480视频序列的实时解码。     

AVS解码器流水线控制机制的一种改进设计

根据AVS视频标准中的解码算法特点,提出一种改进的AVS解码器流水线控制机制.该流水线对解码模块采用两级控制策略,不同级别流水线中的解码模块数据处理粒度不同,节省了级间缓存.同时,合理安排数据处理顺序,减少了数据等待时间.仿真结果表明,该设计在不影响系统解码性能的基础上节省了大量的存储器资源.     

Relay selection with feedback beamforming information through designed sector sweep report frame for mmWave WPANs

This paper proposes a novel relay selection strategy based on the feedback beamforming （BF） information through designed sector sweep （SSW） report frame for millimeter-wave （mmWave） wireless personal networks （WPANs）. First, an SSW report frame compatible with IEEE 802.11ad standard is designed. Second, an approach collecting instantaneous channel state information （CSI） overheard during BF is devised. Third, with the aim of minimizing the outage probability and maximizing the overall network throughput capacity, the optimal relay selection issue for non-line-of-sight （NLoS） links is formulated as a bipartite graph, and Kuhn Munkres （KM） algorithm is provided to resolve it. Both theoretical analysis and simulation results show, with CSI considering NLoS conditions and selected relays according to the overall network throughput capacity maximization principle, the improvements achieved over opportunistic relay selection strategy in terms of overall network throughput capacity and outage probability with minimal modifications to IEEE 802.1lad.     

基于AVS的广播式手机电视系统

提出并实现了一种基于AVS的广播式手机电视系统,包括音视频数据的实时编码、系统层复用、T-DMB信号发射与接收、PC及手机平台的解码回放等,重点介绍了音视频编码器中的AVS视频编码算法的优化和复用器的实现,通过实验对编码器的性能进行了测试,对播放端的播放效果进行了分析。实验结果表明,AVS能够很好地应用于手机电视。     

AVS帧内预测算法及其解码器的硬件实现

文章介绍了AVS帧内预测解码模块的硬件实现,概述了AVS视频编解码标准的帧内预测技术,重点讨论了AVS帧内预测各模式的算法,并将AVS的帧内预测技术与H.264的帧内预测技术进行了性能比较,分析了AVS帧内预测的算法复杂度,在此基础上设计了AVS帧内预测解码模块的硬件实现,并提出了一种可重构的帧内预测计算单元的实现方法。     

基于DM642 PCI Master读方式的AVS视频数据传输实现

介绍了AVS解码器的系统构成;研究了基于TMS320DM642芯片实现PCI主模式读方式的数据传输系统。给出了在嵌入Linux操作系统下通过DM642PCI主模式读方式实现AVS视频数据传输的具体方法;给出了视频数据接收线程与视频解码线程问的相互切换方法并配合内存映射、环行缓冲等方法,实现AVS视频流实时解码。实际结果证明此解码系统能满足实时性要求。     

AVS视频解码的错误检测与掩盖方法

研究了视频误码的语法/语义检测、相关性检测方法和错误掩盖方法,分析了AVS的技术特性。在此基础上提出了一种基于AVS的错误两步检测法和基于图像编码帧类型(I,P,B)的自适应错误掩盖方法。实验结果表明,两步检测法能对AVS码流中的错误进行准确定位,自适应错误掩盖方法对图像的恢复效果显著。同时该方法不中断解码器,不影响解码器的实时解码速度。     

移动音频带宽扩展算法计算复杂度优化

移动通信设备由于计算资源有限,对计算复杂度较为敏感。我国自主研发提出的移动音频编解码算法标准AVS P10中的带宽扩展算法有利于提高移动音频编解码质量,但其计算复杂度较高,不利于该编解码算法在移动环境中应用。通过分析该带宽扩展算法的流程,发现其计算复杂度较高的主要原因是时频变换次数过多,为此从算法和代码两个方面对该算法进行优化:算法方面通过减少快速傅里叶变换(FFT)次数来降低算法计算复杂度;而代码方面则通过空间换时间等方法来减少算法消耗时间。测试结果表明,在不降低整体音频编解码主观质量的情况下,带宽扩展模块在编码端和解码端运行时间比例分别降低了4.5和14.3个百分点,算法计算复杂度显著降低,这有利于进一步在移动音频领域推广应用该编解码算法。     

Low-Complexity Tools in AVS Part 7

Audio Video coding Standard （AVS） is established by the AVS Working Group of China. The main goal of AVS part 7 is to provide high compression performance with relatively low complexity for mobility applications. There are 3 main low-complexity tools： deblocking filter, context-based adaptive 2D-VLC and direct intra prediction. These tools are presented and analyzed respectively. Finally, we compare the performance and the decoding speed of AVS part 7 and H.264 baseline profile. The analysis and results indicate that AVS part 7 achieves similar performance with lower cost.     

AVS编码器帧内预测模块

通过对AVS(Audio and Video Standard,音视频编码标准)标准中帧内预测算法的分析,提出了一种新的适用于AVS编码器帧内预测模块的优化设计方案.设计中使用两维滤波单元,简化了参考数据选择机制;使用设计的基本预测单元PE(Primary Element)构造运算单元阵列对当前块进行并行处理,提高了预测速度;设计了脉动阵列用于实现复杂色度Plane模式的预测.基于Verilog HDL语言在FPGA上实现该设计并在ModelSim上进行仿真,结果表明,本设计提高了编码效率以及降低硬件资源的消耗,并满足实时编码高清视频的要求.