第一章绪论
引言
AVS标准是我国自主开发的数字音视频编解码准则,采用高运算量技能来达到高效率的音视频编解码。实时编码的数据吞吐率很高，其编码器是通信密集型，又是计算密集型o FPGA平台拥有丰富的寄存器资源和逻辑资源，其并行执行的硬件实现方式可以满足大量的高速电子线路设计需求。本课题旨在Virtex-4平台上开发CIF分辨率的实时AV S编码器。
2视频压缩编码标准简介
第一代视频编码标准建立在香农信息理论基础上，采用变换编码、预测编码和统计编码去除数据冗余;第二代视频编码标准主要充分考虑人眼的视觉((H V S)特性对编码图像的影响，采用基于对象和语义的压缩编码方法
运动图像专家组MPEG(Motion Picture Experts Group)和国际电信联盟电信标准部ITU-T(Telecommunication standardization sector of International Telecommunications Union)是制定视频压缩编码标准的两大组织。ITU-T提出的H.26x标准、MPEG制定的MPEG-x标准对视频编码技术的迅速发展有着深远的影响。两个组织共同制订标准H.262/MPEG-2H.264/AVC被纳入MPEG-4的第10部分 o AV S标准是我国自主开发和制订的视频编码标准。
(1)H.261标准
1990年，ITU-T针对双向声像业务制定了H.261视频编码标准。作为最早的数字视频编码标准，采用运动补偿、离散余弦变换和嫡编码技术消除图像间的冗余，只针对cif和qcif的图像格式。H.261标准主要用于综合业务数字网ISDN(Integrated Services Digital Network)上视频信号的传输。
( 2 ) MPEG-1标准
MPEG组织于1992年提出MPEG-1标准:基于数字存储媒体运动图像和声音的压缩标准 MPEG-1标准适用于运动平缓的视频序列，可以广泛应用于多媒体CD-ROM和网络的视频交互，VCD采用的就是MPEG-1的标准。MPEG-1首次引入了B图像。
(3)MPEG-2标准
MPEG-2标准是MPEG-1的一种兼容型扩展，制定于1994年。MPEG-2的主要目标在于获得较高的分辨率，能够适用于高清晰度电视((HDTV)，缺点是图像压缩后数据量仍然比较大
( 4 ) H.263/H.263+标准
H.263标准是H.261的重要发展，制定于1996年。与H.261相比，新增加了S-QCIF,4CIF和16CIF 3种视频源格式;采用1/2像素的运动补偿提高预测精度;增加了4种压缩编码方法
作为修订版，H.263+标准可支持多种图像输入格式，提供了12个新的选项。引入变换域的帧内预测技术，采用增强的PB帧模式和去块效应滤波器进一步提高压缩效率，添加了时域、SNR、空域可伸缩性模式应对网络环境。针对信道恶劣的情况，H263++标准新增加3个选项Annex U, Annex V和Annex W增强抗误码性能。
(5)MPEG-4标准
MPEG-4于1998年公布，充分利用人类视觉系统(HVS )特性，采用针对视频对象(VO)的第二代压缩编码技术 MPEG-4标准分为27个部分，MPEG Part-10即是H.264/AV C标准MPEG-4拥有广阔的应用前景，在数字电视、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、Internet/Intranet上的视频流等方面产生较大的推动作用。
第三章 计算模块的............. 35-63
3.1 残差/重构............. 35-36
3.2 DCT/IDCT变换............. 36-46
3.2.1 算法分析............. 37-39
3.2.2 DCT变换的FPGA............. 39-43
3.2.3 IDCT变换的FPGA............. 43-44
3.2.4 DCT/IDCT的............. 44-46
3.3 量化/反量化............. 46-50
3.3.1 原理简介............. 46-47
3.3.2 量化/反量化的............. 47-49
3.3.3 量化/反量化的............. 49-50
3.4 RDQⅡR模块整体实现............. 50-53
3.5 环路滤波............. 53-63
3.5.1 算法分析............. 53-57
3.5.2 环路滤波的FPGA............. 57-61
3.5.3 环路滤波的仿真............. 61-63
第四章 熵编码模块的FPGA.............63-91
4.1 头信息............. 63-67
4.1.1 序列头............. 63-65
4.1.2 图像头信息............. 65-67
4.2 宏块数据的熵编码.............67-87
4.2.1 算法分析............. 68-71
4.2.2 子块熵编码的............. 71-72
4.2.3 Zig-zag扫描............. 72-74
4.2.4 游程编码............. 74-77
4.2.5 码表查询............. 77-82
4.2.6 码字的计算............. 82
4.2.7 指数哥伦布............. 82-85
4.2.8 码流连接............. 85-87
4.3 综合仿真结果............. 87-91
第五章 Ⅰ帧综合仿真............. 91-95
总结与展望
AV S标准是我国自主开发和制订的视频编码标准，提出了一批具体的优化技术，在降低算法复杂度的情况下编码性能与F}.264相当t}l。未使用国际标准背后的大量复杂的专利，必将带动我国音视频产业的发展。本课题旨在Virtex-4平台开发CAF分辨率的实时AV S编码器。
本文介绍了视频编码标准的发展历程以及系统开发的软硬件平台，详细阐述了AV S标准的核心技术。针对算法特点实现各子模块的FPGA设计。