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《浙江大学》 2001年
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高速视频解码器设计研究

毛讯  
【摘要】:随着多媒体和宽带网络技术的发展,高清晰度数字电视将在不久的将来得到普及。本文以高清晰度数字电视的核心部件之一——高速视频解码器为研究对象,从设计方法学、并行结构、控制策略和仿真优化等方面对高速视频解码器的设计进行了深入研究。 高速视频解码器的设计涉及到软件和硬件两个方面,需要采用软硬件协同设计的方法来进行设计。但是由于视频解码任务相当复杂,目前的软硬件协同设计工具很难从系统级就开始对它进行设计。本文提出了一种高速视频解码器的软硬件协同设计方法。该方法根据高速视频解码的算法特点和应用要求,确立了相应的约束条件。在该约束条件下,对解码任务从系统级开始进行软硬件划分。针对各种任务的特点,建立了系统的多级并行框架。 任务的并行分为空间并行和时间并行。在空间并行方面,本文分别对变字长解码单元、IDCT变换单元以及运动补偿单元的设计方法和并行解码结构进行了深入研究。在时间并行方面,有流水线和数据驱动两种结构。本文对它们的特点和性能进行了比较。根据各自的优缺点,分别在总体上采用了数据驱动策略,而在IDCT单元和反量化单元中采用了流水线结构。由于流水线结构的系统是在时间驱动下工作的,因此在控制机制上,它比数据驱动结构简单。为了提高效率,简化控制器设计,我们提出并建立了高速视频解码器的数据通路网络和控制通路网络,以及基于这种网络结构的数控同步策略。这种嵌入处理单元内部的数控同步机制不仅节省了硬件资源,而且提高了解码的处理速度。 关于仿真,本文在软硬件协同仿真技术的基础上提出了基于多种抽象层的局部仿真策略。为了对系统进行高效仿真,本文详细分析了数据驱动处理单元的仿真特点,对仿真测试向量进行了降维处理,建立了联合仿真环境。这种仿真环境通过软硬件接口来加载目标硬件。由于它对每个处理单元都提供了接口,因此可以将局部仿真和联合仿真统一起来。 仿真的任务不仅包括对系统的正确性进行验证.而且也包括对系统设计进行优化。本文从参数化设计和系统优化等两个方面对此送行了阐述,并给出了相应的实例来作为具体说明。另外考虑到视频解码的特殊性——标准性测试,本文在前人的基础上对测试码流的设计进行了探讨。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN764

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