2026年,全国大学生FPGA创新设计大赛,如果选择‘基于FPGA的实时视频H.265/HEVC编码器硬件实现’作为题目,在实现帧内预测、变换量化、熵编码等核心模块时,如何利用FPGA的流水线和并行计算来平衡编码效率、视频质量和逻辑资源消耗?
我和队友想挑战视频编码方向的FPGA赛题,选择了H.265/HEVC。我们知道这个标准很复杂,计算量大。在FPGA上实现,不能简单照搬软件思路。比如帧内预测有很多种模式需要并行计算RD代价,变换量化模块也可以流水处理。我们最大的困惑是如何进行架构设计:是做一个全流水线的编码流水线,还是以宏块为单位进行时分复用?如何在有限的FPGA资源(如DSP、BRAM)下,通过模块复用、精度调整等策略,在保证一定视频质量(PSNR)的前提下,实现1080p@30fps的实时编码?有没有一些经典的设计模式或优化技巧可以参考?