系统级动态可重构视频编解码理论与方法研究

研究一种系统级、运行级的动态可重构视频编解码系统理论与方法。着重研究系统级动态可重构理论框架、动态可重构系统描述方法、动态可重构系统实现机制、动态可重构系统效率评价方法，建立完善的系统级动态可重构理论体系。项目提出的系统级可重构的概念、理论框和实施方法，紧密结合最先进视频编解码理论，依靠可重构电路及处理器技术前沿成果，以提高系统通用性、功能灵活性与可扩展性、设计简便性、实现高效性、应用丰富性为目标，通过系统级可重构，实现系统动态对自身的配置重构，从而满足同一用户的多样性需求，达到灵活与高效的统一；并且缩短数字媒体产品核心芯片的开发周期，延长生命周期，节省环境资源和人力成本，为未来不断增长的丰富多变的数字媒体应用产业发展奠定良好的理论基础，具有重要的理论意义和应用前景。系统级动态可重构理论还具有一定的通用性强，可推广至信号处理、通信系统等其它应用领域的数字系统设计。

本项目深入的研究了一种系统级、运行级的动态可重构视频编解码系统理论与方法，并结合最先进的视频编解码理论及实际应用形成了基于不同应用平台的可重构视频编解码系统，对上述理论与方法进行了验证，形成了理论与实践的统一。.在理论与方法方面，本项目提出了一套系统级、运行级的动态可重构视频编解码系统理论与方法，该理论与方法主要涵盖两个要点，一是系统级动态可重构理论框架与动态可重构系统描述方法，二是系统级动态可重构的基本元素。其中，针对系统级动态可重构理论框架与可重构系统描述方法，本项目解决了如何描述可重构系统的媒体编码码流，如何获得和解析该描述信息，以及如何根据该描述信息进行动态重构等关键问题；针对系统级动态可重构的基本元素，本项目解决了重构的基本固件（即各种以不同颗粒度存在的编码工具）的划分准则、描述方法等关键问题。.进一步的，在理论与方法的研究基础之上，本项目深入研究了动态可重构系统实现机制、及动态可重构系统效率评价方法，最终建立了完善的系统级动态可重构理论体系。结合实际应用，面向主流视频编码标准和目前国内外最先进的视频编码标准，建立了基于FPGA的可重构视频编解码实现系统及评价指标。该系统涵盖5个层次的重构，分别是：运算级别的重构、功能单元级别的重构、标准内部的重构、同一标准不同级别档次之间的重构、以及不同标准之间的重构。多层次的重构充分的挖掘了视频编解码的潜在共性，通过可重构使系统动态对自身进行配置以满足不同需求场景，达到灵活与高效的统一。.此外，在本项目的支持下，主导了国内的可重构视频编码标准化活动，制定中国自主知识产权音视频编解码（AVS）标准第十三部分《信息技术 先进音视频编码 第13部分 视频工具集》。主导定义了AVS的可重构视频工具集，提出了AVS P13的符合性测试方法，设计了AVS P13的参考软件。AVS 第13部分的标准化工作于2010年底启动，该部分标准在2013年9月正式进入AVS工作组内部评审，将于2014年报批国家标准。.在本项目的支持下，课题组积极参加国际、国内的标准化工作，由于在可重构以及视频编码方面的卓越贡献，先后获得国家科技进步二等奖、ISO/IEC颁布的标准制定嘉奖令、浙江省、杭州市的标准制定奖励，等多项荣誉。发表学术论文7篇，申请发明专利5项，向国家AVS标准组织提交相关提案16篇。最终形成了完整的动态可重构视频编解码系统理论与方法。