基于FPGA的AVS帧内预测实现及码率控制研究的开题报告

基于FPGA的AVS帧内预测实现及码率控制研究的
开题报告
一、选题背景
随着数字视频技术的发展，视频编码技术在视频通信、视频存储、视频广播等领域中得到了广泛的应用。

AVS是中国自主研发的一种新型视频编码标准，它采用了帧内预测和帧间预测相结合的编码方式，具有很好的压缩性能和多种分辨率支持。

此外，AVS还具有许多优点，如较低的编码延迟、更好的编码效率、更灵活的编码结构等。

针对AVS的帧内预测和码率控制技术，目前国内外已有许多研究。

其中，基于FPGA的AVS帧内预测实现和码率控制研究，能够利用FPGA 的并行计算能力和低延迟特性，实现高效的视频编码和解码，具有很好的应用前景。

因此，本文将研究基于FPGA的AVS帧内预测和码率控制技术，以提高视频编码和解码的效率和质量。

二、研究内容和方法
本文拟研究以下内容：
1. AVS视频编码体系结构及帧内预测技术原理的研究。

2. 基于FPGA的AVS帧内预测算法的实现，包括预测模式选择、滤波器设计等。

3. 基于FPGA的AVS码率控制算法的实现，包括码率模型建立、码率控制策略等。

4. FPGA板级设计和优化，包括硬件设计、时序优化等。

本文将采用以下方法：
1. 文献综述：对AVS视频编码标准及帧内预测技术的相关文献进行综述研究，以深入理解其原理和实现方法。

2. 算法实现：通过Vivado HLS/OpenCL等工具，对AVS的帧内预测算法和码率控制算法进行FPGA实现，以验证算法的正确性和效率。

3. 板级设计和优化：对FPGA硬件进行设计和优化，以提高视频编
码和解码的性能和质量。

三、研究意义和创新性
本文的研究意义和创新性在于：
1. 对AVS视频编码标准及帧内预测技术进行深入研究，并实现基于FPGA的AVS帧内预测算法和码率控制算法，在提高视频编码和解码效率和质量方面具有应用价值。

2. 通过对FPGA硬件的设计和优化，能够进一步提高视频编码和解
码的性能和质量，具有一定的创新性。

3. 本文的研究成果可应用于视频通信、视频存储、视频广播等领域，具有广阔的应用前景。

四、预期成果
本文的预期成果包括：
1. 对AVS视频编码标准及帧内预测技术原理的深入理解和研究。

2. 基于FPGA的AVS帧内预测算法和码率控制算法的实现代码和验
证结果。

3. FPGA硬件设计和优化的实现代码和验证结果。

4. 发表相关学术论文2-3篇，参加相关学术会议。

五、进度安排
本文的进度安排如下：
第一年：阅读相关文献，对AVS视频编码标准及帧内预测技术原理进行深入理解和研究。

第二年：实现基于FPGA的AVS帧内预测算法和码率控制算法，并进行验证。

第三年：对FPGA硬件进行设计和优化，并对整个系统进行集成和测试，参加相关学术会议并完成论文撰写和发表。

六、预算及资源需求
本文的预算及资源需求如下：
1. FPGA开发板1台，预算2万元。

2. Vivado HLS/OpenCL等相关软件的许可证费用和使用费用。

3. 工作人员工资和差旅、会议、打印等费用，预算10万元。

4. 其他费用预算3万元。

七、参考文献
1. Lin X, Wang R, Wen B, et al. A Hardware-Oriented Intra-Prediction Algorithm for AVS Video Encoder[C]//International Conference on Multimedia Modeling. Springer, Cham, 2017: 661-673.
2. Wu Z, Chen C W, Lei H, et al. Rate-Control for AVS Video Coding Based on QP Curve Estimation[J]. IEEE Transactions on Broadcasting, 2012, 58(2): 331-340.
3. He J, Lu T, Dong S. Hardware-efficient implementation of AVS intra-prediction for HEVC decoder[C]//2016 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA). IEEE, 2016: 1-6.。