AVS高清編碼器整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

AVS高清編碼器整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告標(biāo)題：AVS高清編碼器整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、研究背景隨著高清視頻的普及，視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越得到人們的重視。整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)是視頻壓縮的核心技術(shù)之一，它可以在保持視頻質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。AVS（AudioVideoCodingStandard）是我國(guó)自主研發(fā)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，其中整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)是AVS編碼技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)高效的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)需要大量的運(yùn)算量，因此在FPGA（FieldProgrammableGateArray）上實(shí)現(xiàn)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)可以充分利用FPGA硬件并行計(jì)算的能力，提高編碼效率。本研究將基于FPGA硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的AVS高清編碼器整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊。二、研究目的本研究旨在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種高效的AVS高清編碼器整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，具體目的如下：1.實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于FPGA硬件的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法和架構(gòu)。2.在整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻編碼的實(shí)時(shí)壓縮。3.針對(duì)AVS高清編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)計(jì)的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊進(jìn)行效果評(píng)估和優(yōu)化。三、研究?jī)?nèi)容1.分析整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法，選擇適合于FPGA硬件實(shí)現(xiàn)的算法。2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊的硬件架構(gòu)，具體包括模塊的輸入輸出接口設(shè)計(jì)、模塊內(nèi)部的模塊劃分和模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制等。3.在設(shè)計(jì)的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊上，使用真實(shí)的高清視頻進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，并對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行優(yōu)化。四、研究方法1.分析AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)下的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。2.設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊的硬件架構(gòu)，包括輸入輸出接口、運(yùn)算單元和控制部分。3.使用XilinxVivado和ModelSim等軟件對(duì)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試。4.使用真實(shí)的高清視頻進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，并對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行性能優(yōu)化。五、研究意義本研究將對(duì)視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有著重要的意義：1.實(shí)現(xiàn)基于FPGA硬件的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，可有效提高視頻編碼速度，降低編碼延遲。2.對(duì)AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)下的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法進(jìn)行研究，為進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)提供參考。3.探索基于FPGA硬件的視頻壓縮技術(shù)和算法，促進(jìn)視頻壓縮領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。六、預(yù)期結(jié)果本研究預(yù)期結(jié)果如下：1.完成一個(gè)基于FPGA硬件的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，并且該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)高效的視頻編碼壓縮。2.對(duì)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊進(jìn)行優(yōu)化后，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的壓縮效率和更低的編碼延遲。3.掌握基于FPGA硬件設(shè)計(jì)的高清視頻編碼技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方法，并取得一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研能力。七、研究計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)|研究?jī)?nèi)容2022年3月-4月|熟悉視頻壓縮技術(shù)和AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)，分析整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法和FPGA實(shí)現(xiàn)方法，搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。2022年5月-7月|設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊的硬件架構(gòu)，編寫(xiě)測(cè)試程序，進(jìn)行仿真驗(yàn)證。2022年8月-10月|使用真實(shí)的高清視頻進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，嘗試優(yōu)化整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊。2022年11月-12月|撰寫(xiě)論文，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和代碼，展開(kāi)課程答辯和學(xué)術(shù)交流。八、參考文獻(xiàn)[1]G.J.Sullivan,J.L.G.Bross,andT.Wiegand,“Overviewofthehighefficiencyvideocoding(HEVC)standard,”IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,vol.22,no.12,pp.1649–1668,2012.[2]L.-W.Chang,S.-J.Chang,M.-C.Su,andS.-M.Lei,“MotionEstimationforH.264/AVCVideoEncodingonFPGAs,”IEEEDesign&TestofComputers,vol.24,pp.150–161,2007.[3]N.Zhang,X.Li,L.Liang,andW.Gao,“AHigh-ThroughputandLow-PowerMotionEstimationEngineforH.264/AVCBaselineProfile,”