資源描述：
《基于fpga的h.264編碼器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、代號(hào)107011101120194學(xué)號(hào)分類號(hào)TN919.8密級(jí)公開題（中、英文）目基于FPGA的H.264編碼器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證TheDesignandVerificationofH.264EncoderBasedonFPGA作者姓名朱傳傳宋彬教授指導(dǎo)教師姓名、職稱工學(xué)通信與信息系統(tǒng)學(xué)科門類學(xué)科、專業(yè)提交論文日期二零一四年三月萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知
2、，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。本人簽名：日期:西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論
3、文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學(xué)。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：日期:導(dǎo)師簽名：日期:萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)摘要H.264作為目前主流的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在視頻編輯、視頻會(huì)議、安防監(jiān)控、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。H.264的基本原理并不復(fù)雜，其底層運(yùn)算均為整數(shù)運(yùn)算，特別適合于使用FPG
4、A等可編程器件實(shí)現(xiàn)。H264使用了多種模式的預(yù)測算法，在FPGA設(shè)計(jì)中，這些預(yù)測模式可以并行處理，從而大大提高編碼速度。因此，對(duì)實(shí)時(shí)編碼要求較高的場合，研究如何用FPGA來實(shí)現(xiàn)H.264編碼具有重要意義。本文首先介紹了H.264的基本原理及FPGA的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)流程，在此基礎(chǔ)上給出了適合于FPGA實(shí)現(xiàn)的H.264編碼器硬件結(jié)構(gòu)，并對(duì)該硬件結(jié)構(gòu)的各個(gè)模塊進(jìn)行了簡要介紹，本文重點(diǎn)講解了其中整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊(IME)和幀內(nèi)亮度4x4預(yù)測(Intra4x4)這兩個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。IME模塊采用Leve
5、lC的數(shù)據(jù)復(fù)用方式，在資源消耗與數(shù)據(jù)帶寬之間能夠很好的折衷；SAD計(jì)算采用累加樹與片內(nèi)DSP相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)，更加充分的利用了片內(nèi)的資源；優(yōu)化了搜索算法的掃描順序，使得搜索的效率更高。Intra4x4模塊采用優(yōu)化后的4x4子塊預(yù)測順序，大大提高了資源的利用率，減少了宏塊的處理時(shí)延；預(yù)測像素的計(jì)算和預(yù)測模式的判決也采用了優(yōu)化后的硬件結(jié)構(gòu)，降低了資源的開銷。最后，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，通過驗(yàn)證和靜態(tài)時(shí)序分析，證明了本設(shè)計(jì)在功能和時(shí)序上的正確性。然后，在Xilinx的xc7z045硬件平臺(tái)上進(jìn)行了
6、綜合和布局布線，該編碼器系統(tǒng)總共占用了38760(8%)個(gè)寄存器、73058(33%)個(gè)LUT。布局布線后的頻率可達(dá)到125MHz，處理一個(gè)宏塊需要440個(gè)時(shí)鐘周期，最終編碼速度可達(dá)到1080p@35fps，與x264軟件編碼器的全搜索算法相比，PSNR值的差距在±0.2分貝之內(nèi)。關(guān)鍵詞：FPGAH.264整像素運(yùn)動(dòng)動(dòng)估計(jì)幀內(nèi)4x4預(yù)測萬方數(shù)據(jù)AbstractAsthemainstreamvideocodingstandard,H.264iswidelyusedinvideoediting,vi
7、deoconferencing,securitymonitoring,consumerelectronicsandsoon.ThebasicprincipleofH.264isverysimple.Itsunderlyingoperatoins,whichusingintegerarithmeticwiththeadvantagesofsimpleandneat,especiallysuitableforachievingonFPGAdevices.H264algorithmusesavarie
8、tyofmodesforimageestimationandcompensation.ThesemodescanbeachievedparallellyonFPGA,witchcangreatlyimprovingtheencodingspeed.Therefore,inthereal-timeencodingoccasion.ItisofgreatsignificanceinreaserchinghowtoachievedanH.264encodingonFPGA.Thispaperfirst
