AVS环路滤波器优化设计：高效实时解码

"高效AVS环路滤波器结构设计，通过优化滤波顺序和数据管理，提高处理效率，减少时钟周期，适用于AVS高清视频实时解码" 本文主要探讨了如何设计一种高效的AVS（Advanced Video Coding Standard，高级视频编码标准）环路滤波器结构，以解决在视频编码过程中产生的块效应问题。块效应是由于基于块的DCT变换（离散余弦变换）导致的压缩图像中明显的分块现象，严重影响图像的视觉质量。AVS标准采用环路滤波技术来改善这一现象，但在高压缩率下，环路滤波器的计算量大，成为实时处理的瓶颈。 作者刘荣科和于澎来自北京航空航天大学电子信息工程学院，他们提出了一种新的环路滤波器结构，旨在优化处理流程，提升效率。具体方法包括优化滤波顺序，使数据读写更为合理，从而提高流水线处理效率和数据利用率。这种设计策略能够显著减少滤波处理所需的总时钟数。实验数据显示，该结构处理一个宏块只需196个周期，同时硬件需求显著降低，采用0.18微米CMOS工艺，仅需14千门即可实现，且在100MHz的工作频率下，可支持AVS高清视频的实时解码滤波。 文章还对比了现有的H.264/AVC标准相关的环路滤波器研究，引用了文献[3]至[6]中提出的多种实现方案，包括利用数据依赖性、优化滤波顺序、改进数据缓冲和存储空间布局等方法来提升性能。而本文的创新之处在于，针对AVS标准，不仅借鉴了H.264的硬件结构，还将8×8块进一步划分为4×4块进行滤波运算，同时优化宏块内的滤波顺序，更合理地安排数据移动、转置和滤波的流水线操作。 这种方法的实施有助于缩短宏块滤波的时钟周期，提高系统的整体性能，为AVS标准的实时应用提供了一个可行且高效的解决方案。通过这种优化，不仅解决了AVS环路滤波器的性能问题，也为未来视频编码标准的硬件实现提供了有价值的参考。