[发明专利]一种利用SOPC实现AVS视频解码的装置及方法

权利要求书

1.一种利用SOPC实现AVS视频解码的装置，包括DMA控制器模块、Nios II微处理器 模块、SDRAM控制器模块、视频输出控制器模块和AVS协处理模块，其特征在于Nios II微 处理器模块通过Avalon总线分别与DMA控制器模块、SDRAM控制器模块、视频输出控制器 模块和AVS协处理模块连接，完成软件解码；SDRAM控制器模块通过Avalon总线分别与DMA 控制器模块、视频输出控制器模块和AVS协处理模块相连接，另外又与SDRAM相连接，实现 视频数据的存取控制；视频输出控制器模块通过Avalon总线与SDRAM控制器模块相连接， 另外又与视频D/A相连接，负责输出标准格式的视频数据和同步信号；DMA控制器模块通过 Avalon总线与SDRAM控制器模块和AVS协处理模块连接，实现视频数据在SDRAM控制器模 块与AVS协处理模块之间的快速传输控制；

AVS协处理器模块包括VLD模块、IQ模块、IT模块、运动补偿模块、帧内预测和重构 模块、环路滤波模块和帧存储模块，完成AVS硬件解码，其中VLD模块分别与IQ模块、运 动补偿模块、帧内预测和重构模块相连接，对AVS视频流数据进行可变长哥伦布解码，并将 解码后数据发送给IQ模块、运动补偿模块、帧内预测和重构模块；IT模块与IQ模块连接， 接收后者传送的反量化数据并进行反变换，并通过一个缓存Buf与帧内预测和重构模块连 接，将反变换数据传送给后者；帧内预测和重构模块前面与运动补偿模块相连接，后面与环 路滤波模块相连接，完成帧内预测和重构功能；环路滤波模块分别与帧存储模块及运动补偿 模块的运动矢量预测子模块相连接，完成环路滤波，帧存储模块负责将解码后数据存入到相 应的SDRAM地址中；

运动补偿模块包括运动矢量预测、参考像素提取、插值运算三个子模块，这三个子模 块依次连接，分别负责完成运动矢量预测、参考像素提取、插值运算功能。

2.使用权利要求1所述解码装置实现AVS视频解码的一种方法，步骤如下：

a、Nios II微处理器模块从SDRAM中读取AVS视频流数据，进行AVS协议的解析，产 生解码所需的各种参数，并且对AVS协处理模块解码过程进行控制；

b、VLD模块接到Nios II微处理器模块启动命令后启动，根据视频流位置参数从SDRAM 中读取AVS视频流数据，进行可变长哥伦布解码，在解码完成后将残差数据送到IQ模块， 而后转入c；判断VLD模块是否为帧内预测还是帧间预测，若为帧间预测，将运动矢量残差 及参考图像索引数据送到运动补偿模块的运动矢量预测模块，转入d；若为帧内预测，将当 前宏块的相关参数数据如帧内预测模式信息送到帧内预测和重构模块，转入e；

c、IQ模块7对于获得的残差数据进行反量化，将量化后的数据送入IT模块，由IT模 块进行8x8二维整数反变换，转入f；

d、在运动矢量残差及参考图像索引数据送入运动矢量预测模块后，运动矢量预测模块 对每个子块进行运动矢量的预测，而后与码流输入的运动矢量残差相加得到该块的运动矢 量；完成后将得到的运动矢量及参考索引等信息送入参考像素提取模块，计算经过延伸后的 参考块所有像素在SDRAM中的存储位置，将其依次取出然后送到插值运算模块进行插值运 算；插值运算模块根据得到的当前块的所有参考像素和从运动矢量得知的亚像素位置，进行 亮度1/4精度，色度1/8精度的插值计算，运算完成后送入帧内预测和重构模块，转入f；

e、帧内预测和重构模块在Nios II微处理器模块读取当前宏块参数，从VLD模块得到 当前宏块的帧内预测模式信息后进行帧内预测，而后转入f；

f、启动帧内预测和重构模块的重建功能，帧内预测或者帧间预测的预测数据和残差数 据相加，得到了重建的当前块，将重建块送入环路滤波模块进行环路滤波。