复旦大学开源芯片设计--H.265/HEVC Encoder IP Core V2.0

基本FEATURE

• HEVC/H.265 Main Profile
• YUV 4:2:0
• Bitdepth：8
• 4K@30fps, 400MHz
• GOP: I/P
• CTU: 64x64
• CU: 8x8~64x64
• PU: 4x4~64x64
• TU: 4x4/8x8/16x16/32x32
• 1/4 Sub-pixel
• Search range：64
• All 35 Intra prediction mode
• CABAC
• Deblocking Filter
• SAO（Sample Adaptive Offset）
• Rate control: CBR/VBR（Software-based)
• Rate control: CTU level（Hardware-based)
• SKIP/MERGE
• Intra CTU in Inter frame

本次更新内容

• H265ENC V2.0 功能更新内容

1. h265enc v2.0 a. 更新I/P帧预测算法、硬件流水线，优化编码效率 b. 修复原有代码中的bug c. RTL V2.0经过nLint语法检查，fix error及warning等 d. 经过DC综合，满足400MHz，fix critical path，warning e. IP Core V2.0经过FPGA验证编码正确
2. PreI – Intra mode decision a. 新增CTU-level Rate control，根据CABAC已编码的码流大小，动态调整当前CTU的QP大小
3. PosI – Intra partition decision a. 基于原始像素做预测 b. 基于SATD的distortion，以及简化的rate计算，提升编码效率
4. IME – Integer motion estimation a. IME 参数可配置，通过ime_cfg.dat，配置搜索范围以及搜索中心搜索形状等 b. 搜索范围扩大至±64 c. 通过H-V reference SRAMs，支持45°等倾斜的搜索角度 d. 通过Bits Truncation，将像素值从8bit截到4bit，PSNR损失不到1dB，面积和功耗能大幅度减小
5. FME – Fractional motion estimation a. 新增SKIP/MERGE判决，基于SATD的cost计算判决当前CU块是否SKIP b. fix插值公式bug
6. REC – Reconstruction loop a． 支持Intra CTU in Inter Frame，可通过PosI及FME的cost判断当前CTU是Intra或者Inter编码 b． 支持SKIP，即预测值直接作为重建值 c． 整理DCT代码，并修复其中bug
7. DBSAO – Deblocking filter & sample adaptive offset a. 更新DB中滤波顺序，去除原有DB中的转置memory b. 新增SAO EO模式计算
8. CABAC – Entropy coding a. 更新代码，修复其中bugs b. 支持SKIP、MERGE、Intra CTU in Inter Frame等 c. 去除ROM

新增测试项目

相较于第一版的RTL，我们在第二版中做了更为充分的测试，确认在各种情况下都能正确完成编码。测试序列中，我们采用了六个HEVC官方测试序列，从416x240到3840x2160等不同分辨率的视频序列。    BlowingBubbles: 416x240    BasketballDrill: 832x480    ChinaSpeed: 1024x768    FourPeople: 1280x720    BasketballDrive: 832x480    TouchDownPass: 3840x2160 也在不同QP下完成了上述所有测试序列的测试工作：10， 17， 22， 27， 32， 37， 42， 47， 51。测试过程中发现的各个模块的bug也已修复，并通过了上述所有测试序列以及QP的测试。 关于VIP LAB

复旦大学VIP实验室专注于从事下一代视频、图像、AI硬件处理器研究，包括超高清视频、图像编解码器（CODEC IP），图像处理器（ISP IP），神经网络处理器（NN IP）等。 实验室网站 http://soc.fudan.edu.cn/vip

代码下载

http://openasic.org/topic/71/h265-video-encoder-rtl-ip-core-version-2-0 。

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