📦 H264视频编码核心算法的FPGA设计与实现.rar - 免费下载

随着社会的发展与进步，视频监控、视频会议、视频电话等实时视频通信应用在人们的日常生活和工作中扮演着愈来愈重要的角色，人们对视频通信的图像质量和系统的实时性的要求也越来越高。因此在实时视频通信领域，如何在保证视频质量的同时又满足实时性需求已经是一个热点研究问题。H．264/AVC是ITU的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(Jiont Video Team，JVT)开发的一个新的数字视频编码标准，其主要目的是增强图像的压缩效率和改善图像数据在网络中的传输。而逻辑器件FPGA的强大高速并行运算能力和H．264/AVC视频编码标准的编码算法相配合，更是相得益彰。 论文的目的是在深入分析研究H．264/AVC视频编码标准基本档次核心算法的基础上，在FPGA上设计基本档次各个核心算法的硬件电路，并使用VerilogHDL硬件描述语言在QuartusⅡ中描述实现，最后在QuartusⅡ中进行仿真验证。 论文首先简要介绍了H．264/AVC与以往各种视频编码标准的不同的新技术特性，及其算法分层结构和编码策略。然后以实时视频通信应用为目标，着重分析阐述了H．264/AVC基本档次中的帧内预测、整数变换及量化和熵编码三个部分。并且在JM12.4官方验证平台上测试比较了各种预测模式对预测编码性能的影响，并以此为根据对帧内预测模式进行了裁剪。 在深入研究分析H．264/AVC视频编码标准的基础上，论文提出了实时视频通信应用必需的三个核心算法模块的硬件设计方案，并最终实现了各核心算法的硬件电路。在设计实现过程中，主要完成的部分包括帧内预测、整数变换及量化和熵编码等。硬件电路设计采用硬件描述语言Verilog HDL进行描述。为了使系统具有良好的实时性，所有的模块都是以一个4×4块为处理单位，同时并行处理16个数据。为了降低设计的复杂度，采用模块化思想把复杂的模块划分为若干个简单的小模块进行设计。为了充分发挥硬件实现的优势，对整数变换和量化中的整数变换算法进行了优化，使整个模块的效率更高。使用Altera公司的QuartusⅡ开发工具进行综合布线和仿真验证，并给出验证结果和资源耗用情况。验证结果表明，论文提出的核心算法的硬件设计方案切实可行，各模块运行正确，且实时性较高。本设计为将来进一步建立一个H．264实时视频编码系统提供了理论依据，打下了良好的基础。

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