适用于AVS视频解码器逆扫描、反量化和反变换的硬件结构优化设计方案

摘 要： 提出一种适用于AVS视频解码器逆扫描、反量化和反变换的硬件结构优化设计方案，该设计把逆扫描、反量化和反变换过程结合在一起进行设计,以宏块为单位进行操作且在块与块之间采用了流水线技术,并通过采用乒乓技术和寄存器复用技术达到速度和面积的平衡和优化。本设计在Quartus II 8.0上进行了仿真，仿真结果与C中结果进行了比对，通过在基于Nios II的AVS视频解码系统测试平台上进行测试，证明了该模块功能的正确性。
关键词： AVS视频解码；逆扫描；反量化；反变换；Nios II

AVS标准是我国第一个拥有自主知识产权的数字音视频编解码标准，其编码效率比国际标准MPEG-2高2~3倍，与MPEG-4/H.264相当，但算法复杂度及存储要求比H.264明显低，更便于硬件的实现。
逆扫描、反量化与反变换模块在AVS视频解码过程中占有很重要的位置，其算法与架构实现优劣对AVS解码器的性能有很大的影响，国内外学者对这3个模块进行了研究。本文为了提高AVS解码器的处理速度，综合了国内外学者的设计思想提出了一种逆扫描、反量化与反变换模块结构，在消耗逻辑资源允许的情况下提高了处理速度，做到速度和面积的平衡。
本文将逆扫描、反量化和反变换模块结合在一起进行设计，在实现了块内部优化的同时采用了乒乓缓存寄存器组来实现块之间流水线，提高了速度；采用寄存器组复用技术实现逆块扫描中寄存器组与反变换中的转置寄存器组的复用，节省了寄存器资源。
1 硬件结构
根据AVS解码标准，本文提出了一种高效简洁的逆扫描、反量化与反变换系统结构，该结构主要由四部分组成。反量化模块完成量化系