第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 视频压缩编码的必要性和可行性 1
1.3 视频压缩编码要求与图像质量评定体系 2
1.3.1 视频压缩编码的要求 2
1.3.2 图像质量评价体系 2
1.3.3 视频压缩系统评价指标 5
1.4 视频压缩编码标准的发展 5
1.5 视频编码技术的发展 10
1.5.1 视频编解码技术发展 10
1.5.2 视频编解码预处理技术进展 13
1.5.3 码率控制技术进展 14
1.5.4 视频编解码技术产业化进展 16
1.6 视频编码硬件发展现状 17
1.6.1 视频编解码硬件设计进展 17
1.6.2 视频图像编解码芯片的设计特点 18
1.6.3 视频图像编解码器系统架构设计 18
1.6.4 视频图像编解码硬件ASIC设计 21
1.6.5 视频编解码芯片解决方案 24
1.7 本书的结构 27
第2章 视频压缩编码基本技术及其VLSI设计 29
2.1 彩色视频子采样技术 29
2.1.1 RGB彩色视频格式 29
2.1.2 YUV彩色视频格式 29
2.1.3 基于YUV彩色视频子采样格式 30
2.1.4 YUV子采样技术对视频编码VLSI设计的影响 32
2.2 DCT变换编码及其VLSI结构设计 33
2.2.1 二维DCT的基本算法 34
2.2.2 二维DCT行列分离算法与行列转换结构 35
2.2.3 DCT分布式算法 36
2.2.4 基于系数分布式算法优化的8×8 DCT结构设计 38
2.2.5 实数DCT与IDCT失配问题 42
2.2.6 H.264 4×4整数DCT及其结构设计 42
2.3 基于块的预测编码技术及其VLSI结构设计 46
2.3.1 预测编码的基本概念 46
2.3.2 基于块平移的运动估计和补偿方法 47
2.3.3 运动矢量估计算法及其VLSI结构设计 48
2.3.4 分数插值算法及VLSI结构设计 55
2.3.5 块匹配搜索算法及其对块匹配ASIC结构的影响 59
第3章 视频编码标准关键技术分析 62
3.1 H.264视频编码关键技术 62
3.1.1 H.264视频编解码器的基本结构 62
3.1.2 H.264的档次和级 63
3.1.3 H.264的块尺寸可变技术 64
3.1.4 H.264的多参考帧技术 64
3.1.5 H.264的高精度的分数像素运动估计技术 65
3.1.6 H.264的率失真拉格朗日模式判定技术 67
3.1.7 H.264的多模式帧内预测技术 68
3.1.8 H.264的自适用去块效应滤波技术 70
3.1.9 H.264的混合熵编码技术 73
3.2 AVS视频编码标准关键技术分析 79
3.2.1 变换，量化技术 79
3.2.2 帧内预测 80
3.2.3 分数像素插值与帧间预测 81
3.2.4 RD率失真优化 82
3.2.5 环路滤波 82
3.2.6 AVS 2D-GOLOMB熵编码 83
第4章 基于宏块的视频编码VLSI系统设计 85
4.1 基于宏块的H.264编码VLSI系统设计 85
4.1.1 视频编码系统实现方案与ASIC设计空间 85
4.1.2 复杂软件模型到硬件系统架构的映射方法和策略 86
4.1.3 传统的基于CPU平台硬件加速编码系统 90
4.1.4 基于宏块的四级流水H.264/AVC编码调度方案 91
4.1.5 H.264编码ASIC系统方案 97
4.1.6 片外存储器的组织 98
4.2 基于宏块的AVS编码VLSI系统设计 99
4.2.1 AVS视频编码SoC芯片整体方案 99
4.2.2 总体结构的关键模块设计 100
第5章 视频编码器关键功能模块VLSI结构设计 104
5.1 H.264编码器关键功能模块VLSI结构设计 104
5.1.1 H.264中涉及的基本功能器件的硬件性能分析 104
5.1.2 整数运动估计模块ASIC结构设计 107
5.1.3 分数运动估计模块ASIC结构设计 126
5.1.4 帧内预测和重构模块ASIC结构设计 139
5.1.5 基于上下文可变长熵编码模块ASIC结构设计 149
5.1.6 去块效应滤波模块ASIC结构设计 152
5.2 AVS编码器关键功能模块VLSI结构设计 156
5.2.1 帧内预测和重构模块VLSI结构设计 156
5.2.2 AVS熵编码的硬件实现 189
5.2.3 环路滤波器的硬件设计 202
5.2.4 RD率失真优化VLSI结构设计 220
第6章 H.264/AVS宏块层编码器的综合与验证 232
6.1 视频编码芯片设计 232
6.1.1 视频编解码芯片设计流程 232
6.1.2 RTL级设计与FPGA验证 233
6.2 视频编解码SoC芯片的验证系统设计 235
6.2.1 硬件架构设计 235
6.2.2 C模型的设计 242
6.2.3 独立验证系统的设计 252
6.2.4 全芯片验证 266
参考文献 272