AVS高清编码器的2D-VLC VLSI硬件加速设计

本文主要探讨了针对中国最新视频编解码标准AVS（Advanced Video Standard）的硬件加速器中的熵编码器——2D变长码(VLC, Variable-Length Code)部分的VLSI (Very Large Scale Integration)设计。AVS-HD是AVS高清视频编码器的一部分，为了提高硬件效率并充分利用现代计算机硬件的并行操作和流水线特性，作者提出了一种从基于软件架构的串行算法转换而来的并行算法。 首先，作者强调了硬件级别的优化。在VLC的熵编码过程中，由于硬件的并行处理能力，传统的基于软件的逐个处理方式被转换为并行处理策略，这显著提升了编码速度和整体性能。这种并行化设计减少了编码过程中的时延，使得编码过程能够在更短的时间内完成，从而适应实时视频编码的需求。 其次，针对模式决策阶段的设计，文中提出了简化逻辑运算的方法。通过只进行基本的逻辑操作，如与、或、非等，熵编码器能够减少对硬件内存的占用。这样做的好处在于，即使面对大量的DCT系数（离散余弦变换系数），只需知道每个系数的比特宽度，而不必了解其具体的符号信息，就能够高效地进行编码决策，降低了存储需求，提高了编码器的能源效率。 在硬件实现层面，这种简化不仅降低了复杂性，还使得设计更加模块化，易于集成到大规模集成电路（ASIC）中，有利于降低制造成本和提高设计灵活性。此外，考虑到AVS-HD在实际应用中的广泛部署，这种高效的VLSI设计对于满足高清视频编码的实时性和低功耗要求至关重要。 本文通过对AVS熵编码器的VLSI设计，展示了如何利用并行处理技术和精简的逻辑操作来优化硬件实现，这对于推动AVS标准在多媒体领域的广泛应用和技术进步具有重要意义。通过这样的设计，熵编码器能够在高性能和低能耗之间找到一个理想的平衡，为AVS标准在数字媒体领域的发展奠定了坚实的硬件基础。