【摘要】：H.264視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)憑借著編碼質(zhì)量高,低碼率,網(wǎng)絡(luò)親和性等特點(diǎn)在CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting)手機(jī)電視中獲得應(yīng)用,但手機(jī)的處理能力低,H.264解碼的計(jì)算復(fù)雜度高,如何在ARM嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)H.264解碼成為近年來的研究熱點(diǎn)。 H.264解碼的主要過程為熵解碼,重排序,反量化反變換,幀內(nèi)預(yù)測,幀間預(yù)測,去塊效應(yīng)濾波以及參考幀管理等,通過對各個功能模塊進(jìn)行分析,然后結(jié)合ARM嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了H.264解碼軟件優(yōu)化和H.264解碼硬件加速兩種方法。 H.264解碼的軟件優(yōu)化方法通過三種方式來提高解碼速度:一是對插值操作和去塊效應(yīng)濾波進(jìn)行算法優(yōu)化,二是對宏塊間數(shù)據(jù)的拷貝操作進(jìn)行匯編優(yōu)化,三是減少訪存操作和條件分支的代碼優(yōu)化。此外,提出了一些容錯處理方法,增強(qiáng)H.264解碼的健壯性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,軟件優(yōu)化后的H.264解碼器在528MHz主頻的ARM嵌入式系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)QVGA(320×240)視頻序列的實(shí)時(shí)H.264解碼,并保證較高的解碼質(zhì)量。 H.264解碼的硬件加速優(yōu)化方法將負(fù)責(zé)解碼條帶數(shù)據(jù)的功能模塊進(jìn)行硬件化,主要包括比特流解析,反量化反變換,幀內(nèi)預(yù)測,幀間預(yù)測,去塊效應(yīng)濾波五個硬件功能單元,而軟件負(fù)責(zé)解碼序列參數(shù)集,圖像參數(shù)集,條帶頭部數(shù)據(jù)和參考幀管理,軟硬件通過接口進(jìn)行交互。與只將幀間預(yù)測或去塊效應(yīng)濾波硬件化相比,雖然設(shè)計(jì)的H.264解碼硬件模塊的復(fù)雜度和成本更高,但該硬件模塊能實(shí)現(xiàn)QVGA視頻序列實(shí)時(shí)解碼,因而能應(yīng)用于CMMB手機(jī)電視信號解碼。 【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TN919.81;TP368.1

【圖文】：

還支持 SP 和 SI 幀用于碼流之間的切換、數(shù)據(jù)分割（DP，Data Partitioning）用改進(jìn)誤碼性能，但是該檔次不支持場編碼和 CABAC 算法。該檔次主要面向的是絡(luò)流媒體的應(yīng)用，如視頻點(diǎn)播等。如圖 2.1 所示，各個檔次具有不同的功能，面向的是不同類型的應(yīng)用，并且每檔次的性能差別很大，計(jì)算復(fù)雜度也各不相同。本文主要研究的是 ARM 嵌入式統(tǒng)平臺上基本檔次的 H.264 解碼實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)方案。.1 H.264 的基本解碼框架H.264 的基本解碼框架與 H.264 的基本編碼框架相對應(yīng)，是一個相反的過程。于 H.264 編碼過程中，采用了幀內(nèi)預(yù)測去除空間上的相關(guān)性，幀間預(yù)測去除時(shí)間的相關(guān)性，離散余弦變換(DCT)將預(yù)測殘差系數(shù)的能量集中到大部分低頻系數(shù)上，編碼來消除統(tǒng)計(jì)冗余等，使得 H.264 編碼和解碼結(jié)構(gòu)復(fù)雜度大大增加，因而有必對整個 H.264 解碼過程進(jìn)行詳細(xì)地介紹。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文式，與 16×16 的亮度塊預(yù)測模式的計(jì)算方法相類似。因此，H內(nèi)預(yù)測時(shí)，先從比特流中解碼出幀內(nèi)預(yù)測模式句法元素，然后和周圍鄰近宏塊像素點(diǎn)計(jì)算出當(dāng)前宏塊的預(yù)測值。間預(yù)測4 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的幀間預(yù)測與以往編碼標(biāo)準(zhǔn)的幀間預(yù)測相比， 16×16 到 4×4，使用多參考幀以及亞像素運(yùn)動矢量等。在 H.26 宏塊可以劃分成 16×16，，16×8，8×16，8×8 四種子宏塊類型子宏塊還可以進(jìn)一步劃分成 8×8，4×8，8×4，4×4 四種子宏，按照這種劃分方式進(jìn)行的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測稱為樹狀結(jié)構(gòu)的運(yùn)中使用這種劃分方式的主要目的是更好地去除圖像之間的相關(guān)

【參考文獻(xiàn)】

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