An Efficient VLSI Architecture for Motion Compensation of AVS HDTV Decoder

In the part 2 of advanced Audio Video coding Standard （AVS-P2）, many efficient coding tools are adopted in motion compensation, such as new motion vector prediction, symmetric matching, quarter precision interpolation, etc. However, these new features enormously increase the computational complexity and the memory bandwidth requirement, which make motion compensation a difficult component in the implementation of the AVS HDTV decoder. This paper proposes an efficient motion compensation architecture for AVS-P2 video standard up to the Level 6.2 of the Jizhun Profile. It has a macroblock-level pipelined structure which consists of MV predictor unit, reference fetch unit and pixel interpolation unit. The proposed architecture exploits the parallelism in the AVS motion compensation algorithm to accelerate the speed of operations and uses the dedicated design to optimize the memory access. And it has been integrated in a prototype chip which is fabricated with TSMC 0.18-#m CMOS technology, and the experimental results show that this architecture can achieve the real time AVS-P2 decoding for the HDTV 1080i （1920 - 1088 4 ： 2 ： 0 60field/s） video. The efficient design can work at the frequency of 148.5MHz and the total gate count is about 225K.     

AVS标准中的视频编码关键技术研究

AVS是中国自主制定的数字音视频编码系列标准,主要研究了AVS-P2和AVS-P7中的关键技术,并与国际上最新视频压缩标准H.264/AVC中的关键技术进行对比分析.最后介绍了AVS工作组的最新进展,分析了AVS的产业化现状和应用前景.     

基于AVS-P2的自适应时空域错误隐藏方法

错误隐藏技术是视频传输中保证重建质量的重要技术,可以有效恢复传输过程中因传输环境恶劣等原因造成的信息丢失和错误,为了增强AVS-P2的抗传输差错能力,提出了一种基于冗余运动矢量的自适应时空域错误隐藏算法。对I帧中的受损宏块采用空域错误隐藏方法,利用受损宏块周围已正确解码像素值进行加权插值来恢复;而对非I帧中的受损宏块则采用时域错误隐藏方法,根据宏块的运动剧烈程度分别选择AVS-P2中通用的错误隐藏方法和基于冗余运动矢量的错误隐藏方法。最后,在AVS-P2 RM52_20080721平台上实现了该算法,大量仿真实验结果表明,所提方法相比原有方法,解码视频图像的客观质量和主观效果均得到了一定提升。因此,所提方法可以有效保证AVS-P2解码端接收视频的主观质量,增强了其抗传输差错能力。     

一种新的半像素插值滤波方法

实际对象的运动精度可以是任意小的,允许运动矢量具有半像素精度,可以有效地提高运动预测准确度.为了得到半像素位置像素值,提出一种新的半像素插值方法,该方法与目前国际最新的视频编码标准H.264相比,有近似的编码质量,而且可以降低10%的空间复杂度以及9%的计算复杂度.     

AVS—P2、P7基于移动视频应用性能的比较

AVS是<信息技术先进音视频编码>系列标准的简称,是中国自主制定的音视频编码标准,主要面向高清晰度电视、高密度光存储和移动媒体等应用.它是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系,其中视频标准包括两部分:面向数字电视应用领域的AVS-P2和面向移动应用领域的AVS-P7.针对AVS两种视频标准基于移动视频应用领域上的关键技术进行比较,通过实验数据进行分析;对两种视频标准在移动视频领域的应用前景进行探讨.     

基于帧间预测模式的插值滤波器

为了进一步降低计算复杂度,提高视频图像的质量,通过对帧间预测模式的运动补偿分析及图像的频谱分析,提出了一种基于帧间预测模式的插值滤波器算法.该算法对每个不同的分块编码模式使用不同阶次的插值滤波器,为每一个分块编码模式选择最优的插值滤波器.实验结果表明,该算法不仅能有效地降低计算复杂度,还能提高信噪比,使图像的质量得到进一步的改善.     

一种新型的二元函数分段插值误差校正方法

在对仪器系统误差各种校正方法分析的基础上,从二元函数泰勒级数展开式的模型出发,根据测量仪器输入输出的特定关系,提出了一种适用于交流电参量测量仪器系统误差校正的方法:先根据被测输入电压值进行分段插值校正,再根据被测信号的频率值进行分段插值校正.实验证明了该种方法编程容易实现,校准方便且效果好,具有一定的实用性.     

图像小面模型拟合的快速并行计算结构

提出了一种图像小面模型拟合的快速并行计算结构.推导了以离散切比雪夫正交多项式为基底的图像小面模型拟合过程,分析了其计算结构和内在的并行性.计算结构包括滑动窗产生单元、多路卷积单元和拟合单元,整体为流水线结构,而后两者均采用空间并行结构.基于小面模型的序列图像插值实验结果表明,该计算结构占用存储空间少、数据延迟小、实时性强,提高了小面模型拟合的实用性.     

AVS解码器复杂度分析

为了满足视频解码器设计的需要,对AVS-P2视频解码器进行了复杂度分析[1]。首先根据AVS解码器的内存使用情况进行空间复杂度分析;其次通过计算解码器主要子功能模块的基本操作数从理论上估算解码器的时间复杂度;最后,对AVS解码器在一系列测试序列上的实际计算复杂度进行了统计分析。证明了AVS-P2视频解码器复杂度比H.264视频解码器复杂度更低,更适合于在各种软硬件平台上高效的实现。实验结果进一步验证了对AVS-P2解码器复杂度的分析。     

一种基于运动的视频层次化分析框架

运动信息是视频中最重要的特征之一.本文提出了一种新颖的基于运动的视频层次化分析框架.为了揭示视频流中的运动关系和在拍摄过程摄像机的运动信息即拍摄者的兴趣所在,提出了视频层次化结构来对视频流进行描述和检索.该运动层次化结构引入一个新的概念:基本运动单元(Basic Motion Unit,BMU).BMU反映的是MPEG-7中定义的基本摄像机操作,这样就可以把视频分割成BMU的集合.在BMU的基础上发现并挖掘出视频流中潜在的运动语义模式,最后根据运动活力(Motion Activity)将BMU聚类为运动节奏快慢的运动活力单元(Motion Activity Unit,MAU).该基于运动的视频分析框架不仅能够直观地捕获视频流在拍摄过程中拍摄者的注意力,而且为视频流的快速浏览和检索提供了新的思路.