自适应二进制算术编码的动态可重构实现研究

来源：电子测量技术杂志2022年第19期北京时间：

作者：刘 尧，蒋 林，李远成，山 蕊

单位：1.西安科技大学 电气与控制工程学院 西安 710600;2.西安科技大学 计算机科学与技术学院 西安 710600;3.西安邮电大学 电子工程学院 西安 710121

摘要：针对H.266/VVC视频编码标准下的上下文自适应二进制算术编码器编码速度慢、资源开销大的问题，面向可重构结构依据算法的内在并行特性优化了编码架构，并基于动态可重构阵列处理器设计实现了CABAC编码器常规编码模式下的并行映射方法，阵列结构能够根据编码输入对优化后的算法进行动态重构，在避免专用硬件编码器较高的资源开销情况下利用软件重构的方法实现熵编码过程，保证编码准确性的同时提高了视频数据流编码效率，为此类运算密集型算法的硬件实现提供了更为灵活高效的参考途径。仿真结果表明，映射实现的编码过程中每个编码周期完成5个二进制序列的编码，平均编码效率达到384.13Mbin/s。基于FPGA的测试结果表明，软件重构方法与专用硬件实现的编码器相比，资源开销降低且编码效率提升5.47%，与同类型可重构视频编码结构相比，编码效率提升7.03%。

关键词：可重构计算; 自适应二进制算术编码; 并行映射; 阵列处理器; 熵编码

基金资助：国家自然科学基金重点项目（61834005/F0402）；陕西省自然科学基金项目（2020JM-525）；榆林市科技计划项目（CXY-2020-026）