可用于HEVC标准的整数DCT%2fIDCT快速算法设计和实现.pdf

工程硕士学位论文可用于HEVC标准的整数DCT/IDCT快速算法设计与实现于若愚哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号:TP37工程硕士学位论文可用于HEVC标准的整数DCT/IDCT快速算法设计与实现硕士研究生:于若愚导师:刘胜辉申请学位级别:工程硕士学科、专业:计算机技术所在单位:计算机科学与技术学院答辩日期:2015年3月授予学位单位:哈尔滨理工大学Classified Index:TP37Dissertation for the Master Degree in EngineeringDesign of a FastIntDCT/IDCT Algorithmand Its Implementationfor HEVC Standard Candidate:Yu RuoyuSupervisor:Liu ShenghuiAcademic Degree Appliedfor:Master puterTechnologyDate of Oral Examination:March, 2015University:Harbin University of Science and Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《可用于HEVC标准的整数DCT/IDCT快速算法设计与实现》,是本人在导师指导下,在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名:日期:年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《可用于HEVC标准的整数DCT/IDCT快速算法设计与实现》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有,本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密,在年解密后适用授权书。不保密√。(请在以上相应方框内打√)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-I-可用于HEVC标准的整数DCT/IDCT快速算法设计与实现摘要随着信息技术和多媒体技术的发展,数字视频应用在高品质、高帧率、高压缩率方向的需求越来越强烈。,无法应对数字视频发展过程中遇到的种种问题。因此,国际电信联盟ITU-T领导下的VCEG和国际标准化组织ISO/IEC下的MPEG成立一联合视频编码工作小组(JCT-VC)于2013年共同推出了下一代视频编码标准:高效能视频编码HEVC(HighEfficiency Video Coding,HEVC)。新标准能够在保证相同画面质量的情况下,实现压缩率提升一倍。,并使用了多种新技术提升编码性能,但是这也同时增加了设备的编解码复杂度。为了解决编解码复杂度高,计算量巨大的问题。HEVC中使用整数余弦变换取代传统的实数DCT/IDCT变换。本文通过对整数余弦变换系数矩阵所具有的性质进行分析,推导出了一种适于用DCT/IDCT计算的快速算法。由于HEVC中变换单元支持4×4、8×8、16×16和32×32四种尺寸,因此,快速算法同时需支持不同点数的整数DCT/IDCT变换。然后,根据文中提出的快速算法,设计了一种支持可变点数(4,8,16,32)一维(1-D)整数DCT/IDCT可复用的硬件架构。在硬件设计中,采用结构复用和矩阵奇偶分解计算方法,降低了硬件复杂度,实现高吞吐率;同时,在硬件实现中将乘法操作转化为加、减法和位移操作,无需使用乘法器,减少了电路面积。硬件架构设计完成后,本文按照超大规模集成电路(Very Large Scale Integration,VLSI)设计流程,进行了功能性仿真验证,DC逻辑综合,SocEncounter布局布线等设计。最后仿真结果表明,,芯片总面积为1724×1714μm2,工作频率80MHz,采样吞吐率达2560×106采样每秒。本文的设计能实现8K画质视频在30帧每秒帧率下的编解码。本文的研究将使得整数余弦变换在数字视频处理领域得到更广泛的应用,也将促进HEVC硬件编解码芯片的发展。哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-II-关键词高效能视频编码;一维整数余弦正反变换;超大规模集成电路哈尔滨理工大学工程硕士学位论