FPGA平台上实时H.265/HEVC内编码的可配置架构

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"基于FPGA的实时H.265/HEVC内编码可配置架构" 在数字视频编码领域,H.265/High Efficiency Video Coding(HEVC)标准是目前广泛采用的一种高效编码方式,它能以更低的带宽传输相同质量的视频,大大提升了压缩效率。本研究论文主要探讨了在FPGA(Field-Programmable Gate Array)平台上实现H.265/HEVC内编码的实时可配置架构。 FPGA是一种可编程逻辑器件,具有灵活、高效和实时处理的优点,特别适合于视频编码这样的计算密集型任务。该论文提出了一种灵活的设计方案,该方案允许根据不同的应用场景轻松地集成各种算法。核心思想是通过配置基本的处理元素(Processing Elements, PEs)来构建一个编码系统,这些PEs是基本算法的基础。 在H.265/HEVC内编码器的设计中,采用了四阶段基于CTU(Coding Tree Unit)的流水线结构。CTU是编码的基本单元,可以处理不同大小的图像块。论文中的内预测模块设计了像素级PEs,能够统一处理35种不同的内预测模式,这大大提高了编码的灵活性和效率。同时,为了适应不同尺寸的变换,他们还提出了一种多尺度兼容的变换数组,能够处理变量大小的变换操作,这是对传统固定大小变换的改进。 此外,32个PEs的使用表明,这种架构能够在保持高性能的同时,有效地利用FPGA的并行处理能力,实现视频编码的实时性。这种灵活的架构不仅优化了编码性能,而且降低了设计复杂性,使得系统可以根据需要进行动态调整,以适应不断变化的编码需求。 这篇论文的研究成果为FPGA上的H.265/HEVC编码提供了一个高效且可扩展的解决方案,对于FPGA开发者和视频编码技术的研究者来说,具有很高的参考价值。通过这种方式,可以在不牺牲性能的前提下,降低硬件成本,并且为未来的视频编码标准升级提供了便利的平台。