基于VC-1视频标准的离散余弦变换实现及验证

摘要

移动通信和互联网成为当今世界发展最快,前景最诱人的业务。它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的。在移动互联网中有海量视频需要处理、存储。因此作为移动互联网的终端例如手机对视频处理的能力要求越来越高。作为微软的高清视频标准的VC-1整合了MPEG及H.264的优点,对视频有很杰出的效能表现。
　　论文以基于VC-1的整数DCT(离散余弦变换)变换IP软核设计为目标,主要进行了两方面的工作:一方面是整数DCT变换的算法分析与IP软核设计;另一方面是对整数DCT变换IP软核进行FPGA验证。重点研究了8×8和4×4的整数DCT变换矩阵的结构和特点,然后推广到8×4和4×8的DCT变换,将矩阵变换中的乘法运算转换为运算单元可复用的加法运算和算术位移运算。在此基础上,分析了基于行列分离方案实现2-维整数DCT变换的硬件结构。
　　本文使用Verilog HDL编写了基于VC-1的整数DCT的RTL级代码,并用Cadence的NC-Verilog进行功能仿真,仿真结果验证了设计功能的正确性。最后,将2-维整数DCT IP软核在FPGA上进行了验证。论文的研究成果为进一步开发IP核库奠定了良好的基础。

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1 绪论

1.1研究的背景及研究的意义

1.2研究领域国内外的研究动态及发展趋势

1.3 主要工作

2 VC-1视频编码技术的分析及IP核技术

2.1 VC-1编码器结构

2.2 VC-1视频编码应用的主要技术

2.4知识产权（IP）核的基本概念及其设计背景

2.5知识产权（IP）核的设计基础

2.6 IP软核的设计方法

2.7本章小结

3 离散余弦变换（DCT）分析

3.1 DCT在图像处理中的作用

3.2 DCT分析

3.3 二维DCT/IDCT快速算法

3.4 本章小结

4 离散余弦变换（DCT）的IP核设计及优化

4.1 VC-1标准的二维离散余弦变换（2-D DCT）运算分析

4.2整数DCT变换的硬件实现算法设计

4.3时序分析与优化

4.4 逻辑设计中应注意的问题

4.5 本章小结

5 DCT变换IP软核的FPGA验证

5.1 FPGA技术概述

5.2 FPGA验证所需EDA开发环境设置

5.3 DCT验证平台设计

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附 录