基于FPGA的H.264視頻PILZ編碼器設計
隨著多媒體編碼技術的發展,視頻標準在很多領域都得到了成功應用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機頂盒(MPEG-2)等等,而網絡帶寬的不斷提升和視頻技術的發展使人們逐漸把關注的焦點轉移到了寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務上來。帶寬的增加為流式媒體的發展鋪平了道路,而的視頻標準的出臺則是流媒體技術發展的關鍵。H.264/AVC是由電信聯合會和標準化組織共同發展的下一代視頻標準之一。

基于FPGA的H.264視頻PILZ編碼器設計               當前的數字音頻編碼算法使用復雜的模型來zui大化編碼效率,同時使得失真zui小。由于這種復雜性,對相同未的輸入音頻,采用不同PILZ編碼器音頻時往往會產生不同的輸出音頻。在統計分析了已音頻碼流特征的基礎上,采用SVM(支持向量機)分類器來確定zui可能的13種PILZ編碼器的矢量特性,提出了一種方法來辨識基于MPEG-1 Layer III(MP3)標準音頻文件的PILZ編碼器類型。測試結果表明準確度可以達到95%左右,并且可以通過加入新的碼流特征來進一步提高辨識結果的準確性。因此,這種方法可以被視為一種辨識MP3PILZ編碼器類型的通用方法。新標準中采用了新的視頻技術,如多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數DCT變換、變塊尺寸運動補償、基于上下文的二元算術編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術的采用大大提高了視頻的效率,更有利于寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務的實現。主要根據視頻會議應用的需要對JM8.6代碼進行優化,目標是實現基于Baseline的低復雜度的CIFPILZ編碼器,并對部分功能模塊進行電路設計。在設計方法上采用自頂向下的設計方法,首先對H.264PILZ編碼器的C代碼和算法進行優化,并對優化后的結果進行測試比較,結果顯示在圖像質量沒有明顯降低的情況下,H.264PILZ編碼器編碼CIF格式視頻每秒達到15幀以上,滿足了視頻會議應用的實時性要求。然后,以C模型為參考對H.264PILZ編碼器的部分功能模塊電路進行設計。采用Verilog HDL實現了這些模塊,并在Quartus II中進行了綜合、仿真、驗證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設計,詳細說明模塊的工作原理和過程,然后進行多組的仿真測試,結果與C模型相應部分的結果一致,證明了設計的正確性。