適用于AVS視頻解碼器逆掃描、反量化和反變換的硬件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案

摘 要： 提出一種適用于AVS視頻解碼器逆掃描、反量化和反變換的硬件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案，該設(shè)計把逆掃描、反量化和反變換過程結(jié)合在一起進行設(shè)計,以宏塊為單位進行操作且在塊與塊之間采用了流水線技術(shù),并通過采用乒乓技術(shù)和寄存器復(fù)用技術(shù)達(dá)到速度和面積的平衡和優(yōu)化。本設(shè)計在Quartus II 8.0上進行了仿真，仿真結(jié)果與C中結(jié)果進行了比對，通過在基于Nios II的AVS視頻解碼系統(tǒng)測試平臺上進行測試，證明了該模塊功能的正確性。
關(guān)鍵詞： AVS視頻解碼；逆掃描；反量化；反變換；Nios II

AVS標(biāo)準(zhǔn)是我國第一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，其編碼效率比國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2高2~3倍，與MPEG-4/H.264相當(dāng)，但算法復(fù)雜度及存儲要求比H.264明顯低，更便于硬件的實現(xiàn)。
逆掃描、反量化與反變換模塊在AVS視頻解碼過程中占有很重要的位置，其算法與架構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)劣對AVS解碼器的性能有很大的影響，國內(nèi)外學(xué)者對這3個模塊進行了研究。本文為了提高AVS解碼器的處理速度，綜合了國內(nèi)外學(xué)者的設(shè)計思想提出了一種逆掃描、反量化與反變換模塊結(jié)構(gòu)，在消耗邏輯資源允許的情況下提高了處理速度，做到速度和面積的平衡。
本文將逆掃描、反量化和反變換模塊結(jié)合在一起進行設(shè)計，在實現(xiàn)了塊內(nèi)部優(yōu)化的同時采用了乒乓緩存寄存器組來實現(xiàn)塊之間流水線，提高了速度；采用寄存器組復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)逆塊掃描中寄存器組與反變換中的轉(zhuǎn)置寄存器組的復(fù)用，節(jié)省了寄存器資源。
1 硬件結(jié)構(gòu)
根據(jù)AVS解碼標(biāo)準(zhǔn)，本文提出了一種高效簡潔的逆掃描、反量化與反變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要由四部分組成。反量化模塊完成量化系