基于FPGA的H.264帧内编码器并行硬件结构的研究的中期报告.docx

基于FPGA的H.264帧内编码器并行硬件结构的研究的中期报告

中期报告目录：

一、选题背景和意义

二、问题分析和研究目标

三、主要研究内容和方法

四、中期工作及结果

五、存在问题及解决方案

六、下一步工作计划

一、选题背景和意义：

H.264是一种高效的视频编码标准，占据主导地位，被广泛应用于视频监控、视频通信、视像制品等领域，但H.264编码器普遍存在速度慢、占用计算资源大等问题，导致其应用受限。为解决这一问题，研究开发一种基于FPGA的H.264帧内编码器并行硬件结构。此项目对于提高H.264编码的速度和效率，具有重要的研究和应用意义。

二、问题分析和研究目标：

影响H.264编码速度与效率的主要因素是块模式选择、运动估计、量化和熵编码等。本项目旨在研究基于FPGA的H.264帧内编码器并行硬件结构，以提高H.264编码的速度和效率。具体目标是：

1.设计帧内编码的并行硬件结构，包括块模式选择、运动估计、量化和熵编码等模块。

2.调整并行硬件结构中模块的计算顺序，优化处理步骤。

3.进行算法级数的优化，降低计算复杂度和占用资源。

三、主要研究内容和方法：

1.设计帧内编码的并行硬件结构：根据H.264标准算法，设计并实现编码器的并行硬件结构，包括块模式选择、运动估计、量化和熵编码等模块。

2.调整并行硬件结构中模块的计算顺序：通过调整处理步骤的顺序，将计算复杂度降低到最低，提高处理的速度和效率。

3.进行算法级数的优化：对图像压缩算法进行优化，通过算法优化降低编码所需的计算复杂度和占用资源，提高编码的速度和效率。

四、中期工作及结果：

在项目的中期研究工作中，主要完成了以下工作：

1.实现了基于FPGA的H.264帧内编码器的并行硬件结构，包括块模式选择、运动估计、量化和熵编码等模块，并将其运行在FPGA硬件平台上。

2.进行了计算顺序的优化，通过调整处理步骤的顺序，将计算复杂度降低到最低，提高处理的速度和效率。

3.进行了算法级数的优化，通过算法优化降低编码所需的计算复杂度和占用资源，提高编码的速度和效率。

五、存在问题及解决方案：

在实验过程中，发现存在一些问题：

1.编码的效果需要进一步优化，减少失真。

2.因为视频编码过程耗时长，存在死机的风险，需要在硬件平台上做出恰当的优化。

3.FPGA平台的资源不足，而且运算速度太慢，需要在研究中仔细考虑硬件结构和算法的可行性。

解决方案：

1.通过算法调整，改善编码质量；

2.通过跟踪和复现死机情况，进行涉及死机问题的优化；

3.通过优化算法和硬件结构，在FPGA硬件平台上进行合理分配资源，提高处理速度。

六、下一步工作计划：

1.对算法和硬件结构进行进一步调整，优化编码速度和效率，提高编码质量；

2.进行系统层面的架构设计和优化，进一步提高FPGA硬件平台的运行效率；

3.评估并发现算法和硬件架构的优势和缺陷，并开展相应的改进和研究。