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

solidot1560994701 写道 “ 开源 H.265 硬件视频编码器 H.265 Video Encoder IP Core V2.0。 H.265 Video Encoder IP Core 是开源的 H.265 硬件视频编码器,实现了 H.265(或叫 HEVC)的大部分功能。它由 复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室(State Key Lab of ASIC & System,Fudan University)视频图像处理实验室(VIP Lab)范益波 教授研究团队开发完成,并开放源代码。任何组织个人可以无偿使用上述代码用于研究和生产目的,VIP Lab 将会持续更新并维护 H.265 硬件视频编码器的开发。 基本 FEATURE

  • HEVC/H.265 Main Profile
  • YUV 4:2:0
  • Bitdepth:8
  • 4K@30fps, 400MHz
  • GOP: I/P
  • CTU: 64×64
  • CU: 8×8~64×64
  • PU: 4×4~64×64
  • TU: 4×4/8×8/16×16/32×32
  • 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 416×240 到 3840×2160 等不同分辨率的视频序列。    BlowingBubbles: 416×240    BasketballDrill: 832×480    ChinaSpeed: 1024×768    FourPeople: 1280×720    BasketballDrive: 832×480    TouchDownPass: 3840×2160 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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转自 https://www.solidot.org/story?sid=61059

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