基于FPGA的运动估计设计
2012-09-26段哲民
电子设计工程 2012年7期
高 峰,段哲民
(西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710129)
人类获取的信息中70%来自于视觉。视频信息具有直观性、确切性和高效性等优点,其在多媒体信息中占有重要地位,成为了主导现代生活的主力军。然而,视频信息信息量太大,对信息存储设备及通信网络均提出了很高要求,严重阻碍了人们对有效信息的获取和使用。而解决这个问题的途径就是视频编码即视频压缩。
目前,视频编码的主控制芯片主要有3种:ASIC、FPGA和DSP。ASIC和FPGA属于硬件设计,DSP属于软件设计[1-2]。从功能上说,全定制ASIC(Applieation Speeifie Integrated Circuit)的功耗低、设计密度大并且能够完成高速设计,但同时其开发周期很长,投片成本很高而且不容易对解决方案进行优化,应用范围很窄;DSp(Digital Signal Proeessing)可以提供强大的数字信号处理能力,其可编程特色可以支持各种标准格式的视频编解码算法,但其处理速度低、硬件结构不灵活;FPGA(Field Programmable Gato Airay)兼有了两者的一些优点如可编程、功耗低等[3-4],同时又具有设计周期短、开发成本低、处理速度快、设计灵活等特点。
1 运动估计原理
运动估计主要是针对帧间预测,去除视频帧在空间域和时间域的冗余度[5]。块匹配方法是目前编码效率较高,普遍采用的一种编码方法。首先,其要将当前帧进行划分。长期实践表明,将当前帧划分为多个16×16的块是比较合理的。其次,要根据划分出的当前块的具体情况,以及所采用的搜索方法来决定搜索窗口的大小。最后,要在所确定的搜索窗口里面,依据某种块匹配准则找到当前块的匹配块以及由匹配块到当前块的运动矢量。……
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