基于FPGA的AVS实时高清视频编码器的研究与实现的任务书.docx

基于FPGA的AVS实时高清视频编码器的研究与实现的任务书
任务书
一、任务背景与研究意义
现在随着信息技术的不断发展，视频在生活中的使用逐渐增多，高清视频已经成为主流，特别是在电视、互联网与多媒体等领域。然而，H.264/AVC压缩标准虽然具有高压缩率和良好的视觉质量，但它的计算复杂度较高，而且最大帧率也受到处理器的限制，这对于实时高清视频编码来说是非常具有挑战性的。而FPGA则有着可编程性强、计算能力高等优势，在视频编码领域也具有广泛应用，因此本课题拟利用FPGA实现实时高清视频编码器，旨在提高视频编码器的信息处理速度，改进图像质量，提高整个视频系统的整体性能。
二、研究目标
1.研究基于FPGA的实时高清视频编码器的原理与算法。
2.基于AVS视频压缩标准，设计和实现基于FPGA的实时高清视频编码器，包括预测、变换和量化等模块。
3.建立完整的视频编码系统，探索FPGA在视频编码中的应用。
三、研究内容和拟解决的关键问题
1.研究H.264/AVC压缩标准和AVS视频压缩标准的原理和算法，分析其优缺点，明确使用AVS标准的原因。
2.研究FPGA的架构和编程方法，探究其在实现高清视频编码器中的优势和局限性。
3.设计并实现AVS视频编码器，主要包括运动估计、帧内预测、帧间预测、量化和变换等模块。
4.构建完整的视频编码系统，采用串口或HDMI实现FPGA与PC之间的通讯，从而将视频编码器嵌入到整个系统中进行测试和验证。
四、研究方法和方案
1.查阅国内外文献，了解视频压缩标准、FPGA的应用以及相关技术。
2.学习FPGA编程方法，掌握FPGA开发工具和开发环境，熟悉基于VerilogHDL语言的设计方法，实现视频编码器的各个模块。
3.建立视频编码系统，自主设计并搭建硬件平台，使用Xilinx公司的FPGA开发板作为硬件平台，运用Vivado软件对FPGA开发板进行操作，构建视频编码系统。
4.通过对编码器的实时编码和解码进行分析和调整，实现整个视频系统对输出的音视频文件做到无误码，无遗漏，图像清晰。
五、预期成果
1.实现基于FPGA的实时高清视频编码器，实现视频的压缩和解压缩，并能在HDMI显示屏上正确显示。
2.探索FPGA在视频编码领域的应用方法和优势，掌握基于FPGA的实时高清视频编码器的设计和实现方法。
3.撰写学术论文，发表学术论文或在国内外学术会议上交流研究成果。
六、进度安排
1.第1-2周：进行文献调研，了解视频压缩标准和FPGA的应用技术。
2.第3-6周：研究AVS标准和FPGA的编程方法，完成视频编码器的预测、变换、量化等模块的设计和实现。
3.第7-10周：建立视频编码系统，采用HDMI等通讯方式连接音视频输入输出，测试视频编码系统的性能。
4.第11-12周：进行视频编码系统的优化，并进一步完善技术文档和学术论文的结构。
七、指导教师意见
本课题需要结合多种领域的知识，难度较大。建议研究生分阶段任务完成，注重实践操作，尽可能避免出现芯片烧毁等技术问题。在研究中要兼顾理论和实践，注重技术创新和实用性。