High Profile视频编码中自适应变换模块的设计

High Profile视频编码中自适应变换模块的设计
H.264/AVC High Profile 视频编码中自适应变换模块的设计
作者：姜英 指导教师：王桂海
(山东科技大学 信息科学与工程学院，青岛，266510)

摘要：本文提出了一种可配置的整数变换运算单元并将其用于 H.264/AVC High Profile 视频编码器
的自适应变换模块中。H.264/AVC High Profile 视频编码过程中需要 4 种不同的 4×4 变换：4×4 离
散余弦变换、4×4 离散余弦反变换、4×4 哈达玛变换、4×4 哈达玛反变换和 3 种不同的 8×8 变
换：8×8 离散余弦变换、8×8 离散余弦反变换、8×8 哈达玛变换。本文中将这些变换的基本运算
单元都整合在一个硬件共享的可配置变换运算单元中。通过变换类型配置信号的配置，该变换单元
就可以完成相应的变换操作。在硬件设计过程中，采用加法器资源共享技术来降低硬件开销，采用
操作数隔离法来减少由于电路无效操作带来的功耗浪费。采用该变换运算单元的自适应变换模块可
以方便的改变运算单元的并行度，从而满足不同应用场合的数据吞吐率需求。本设计采用 Altera 公
司的 Cyclone II 系列 FPGA 进行实现和验证，布局布线后的最大工作频率是 63MHz，采用 4 个可
配置变换运算单元并行的变换模块可以满足 HD1080P@50 帧/秒视频的实时编码要求。

关键字：自适应变换，硬件复用，离散余弦变换，哈达玛变换，H.264 High Profile 视频编码器
Design of Adaptive Transform for H.264/AVC High Profile Encoder