H.264实时图像运动评估的算法研究及其在FPGA上的实现
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈镇 |
| 答辩日期 | 2007-05-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 周起勃 |
| 关键词 | H.264 运动评估 运动向量 整象素向量搜索 亚象素向量搜索 Epzs 变大小模式 多参考帧 并行内存技术 6抽头二维滤波 差的绝对和 差的变换绝对和 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 自从ITU-T提出第一代视频图像的压缩标准H.261以来，经过十多年的发展，视频的压缩技术目前已经广泛应用于移动通信、视频会议、数字电视等诸多领域。为了获得更高的图像信噪比及更高的图像压缩比，ITU-T与ISO/IEC联合推出了最新的H.264标准，标准在保持原有框架的基础上引入了若干的细节改进：如宏块（MicroBlock）的多模式选择、1/4像素的引入、帧内预测的引入、DCT变换整数化等。 这些新技术的引入大大提高了算法对硬件的要求，其中运动评估(ME)尤甚。运动评估本来就是整个算法中运算量最大的部分，而多模式选择以及1/4象素预测均是针对运动评估进行的改进，所以要实现H.264的工程化，最重要工作就是研究运动评估的特点，减小运动评估部分的运算量使之适于硬件实现。 文中提出了一个基于硬件的运动评估模块的完整的高性能解决方案。实现过程分成五个主要部分：首先，文中研究了运动评估中各组成部分的运算量，并以此为依据制定了算法宏块级的流水线；其次，研究了EPZS算法在硬件中实现的可能性，并优化选择了算法的预测点以及模板，更为重要的是确定了片上并行内存的结构；再次，针对H.264中各模式间相关度很高的特点，将各模式分成大尺寸及小尺寸两组，设计了一种高性能的分裂－合并算法；然后，算法沿用模式的大尺寸及小尺寸分组，提出了一种多参考帧的解决方案；最后，文中分析了整个算法在硬件实现中的若干难点，并在FPGA中进行了具体实现。本文设计在保持图像PSNR的基础上，大幅降低了算法的运算量。最终实现中，时钟频率为100MHz，宏块处理时间仅为1312时钟周期，具备D1视频的实时处理能力。 最后，文中还就H.264算法在红外图像中的应用进行了讨论。解决方案中提出了一种针对红外图像的目标分割算法，提取图像中感兴趣的目标部分，从而保证算法的压缩率及目标的PSNR。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4626]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈镇. H.264实时图像运动评估的算法研究及其在FPGA上的实现[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。