基于FPGA的MPEG2视频硬件解码器的实现ppt课件

硕士学位论文答辩基于FPGA的MPEG2视频硬件解码器的实现,姓名：学号：专业：集成电路设计指导老师：,.,内容提纲,课题背景与意义MPEG2视频编解码原理解码器架构与模块分析仿真与效果总结展望,.,背景及意义,MPEG2压缩编码技术是多媒体计算机、多媒体通信、常规电视数字化、高清晰度电视（HDTV）以及交互式电视系统等的关键技术。美国的ATSC、欧洲的DVB、日本的ISDB数字电视广播系统都把MPEG2作为信源编码标准。而我国央视也将MPEG2作为数字高清的编解码标准。国内目前主要的视频解码方式仍然是软件，在硬件解码上进行研究与开发是很必要的。,.,MPEG2视频编解码原理,压缩,原始视频,编码,解码,恢复视频,编解码过程即是压缩与解压缩的过程,视频文件,.,MPEG2视频编解码原理,颜色空间转换：RGBYCbCr,压缩方法：,像素,R,G,B,YCbCr,Y,CbCr,差值编码（运动补偿）,表示为,.,MPEG2视频编解码原理,x,y,u,v,很多0,非0,均匀分布,DCT,量化,u,v,0,非0,变长编码：用较短的二进制串表示经常出现的图像数据模式，用较长的二进制串表示不经常出现的数据模式。,量化：用一个数代表一个范围的数：01001125152610030,.,差分运动补偿编码,变长编码,编码链解码链,原始视频,视频文件,DCT,量化,差分运动补偿解码,变长解码VLC,恢复视频,视频文件,IDCT,反量化,.,MPEG2视频硬件解码器构架,解码链,预测基准值,差值,.,解码链模块分析与设计,一数据提取(Head&VLC)模块,图像序列层,序列起始码、图像大小、量化矩阵,GOP0,GOP1,图1,图组起始码、图像编码类型,图组层,图2,02,000001,0000001,00000001,4,002,000000001,0000000001,.,解码链模块分析与设计,一数据提取(Head&VLC)模块,.,解码链模块分析与设计,二反量化(InverseQuantization)模块,反量化即将量化后的数据逆运算回原来的数据，并且控制溢出和误差,非内部块,内部块,（饱和化）,（误配控制）,.,解码链模块分析与设计,二反量化(InverseQuantization)模块,5级规范流水,.,解码链模块分析与设计,三二维反离散余弦变换(IDCT)模块频域到时域,18X8二维IDCT表示为公式：,令一维IDCT：,2设：,可以将二维IDCT看作一维IDCT的串、并行运算,则根据Chen算法，可以得到：,其中：,.,解码链模块分析与设计,三二维反离散余弦变换(IDCT)模块频域到时域,3根据Chen算法，需要设计的功能单元为,即：,微结构,.,解码链模块分析与设计,三二维反离散余弦变换(IDCT)一维运算单元微结构频域到时域,共消耗90T,.,解码链模块分析与设计,四运动补偿,运动补偿实质上是根据两幅图之间由运动向量所指的差值关系，根据参照图将目标图恢复。,1,2,3,4,（加上解码出来的差值）,（线性插值处理：17X1716X16）,参考图,被预测图,.,解码链模块分析与设计,四运动补偿,运动补偿中插值举例：,.,解码链模块分析与设计,四运动补偿,.,仿真与效果,仿真模型,仿真波形,.,仿真与效果,.,总结展望,详细研究了MPEG2视频部分的协议基于XilinxFPGA设计了MPEG2视频硬件解码器ModelSim、ISE、EDK、Synplify、Matlab等整个设计