H.264解码算法优化与在ARM上的移植

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：塞尘些Et期：垄哩垒关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

2、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)武汉理工人学硕士学位论文1．1研究背景第1章绪论随着数字通信技术和网络技术的迅猛发展，人们对于传输内容的要求早已从语音、数据到了图像视频。视频通信和多媒体通信成了当前国内外研究的热点。与视频相关的应用也越来越广泛，如可视电视、VOD、视频会议、m上的视频服务、数字图像监控、数字电视等。而这些都与视频的核心内容——视频的压缩编码有密切的联系。如何设计出一个高效的视频编解码器一直是近二十年来人们研究的重点。为此，人们做出

3、了不懈的努力。自1988年以来，国际电信联盟(删．T)、视频编码专家组(VCEG)和国际标准化组织(ISO)国际电工委员会(IEC)活动图像专家组(MPEG)分别制定出了H．26xth21和MPEG．x13巧l两大系列视频编码标准。这一系列标准的不断推陈出新，推动着视频技术的发展，同时也使得人们对视频通信提出了越来越高的要求。进入新世纪，如何具有更高的压缩比，更好的图象质量，以及更好的网络亲和力，人们对新_代的视频标准提出了挑战。H．264标准由此应运而生。H．264，AVC是由联合视频小组JvT发布的最新的视频编码标准【61。它仍然采用的是基于块变换的混合视频编码框架，由于增加了许多先

4、进的编码技术，包括可变块大小运动估计与补偿、方向性帧内预测以及基于上下文二进制算术编码等，使H．264／AVC的编码性能大大优于当前其他的视频编码标准，具有很高的编码效率。在相同的重建图象质量下，相比MPEG4和H．263，能够节省50％以上的比特率，更加适用于无线信道传输。但H．264在提高性能的同时，代价的是更加复杂的计算。因此需要具有更强大处理能力的硬件平台，研究软硬件的结合，使H．264更快的走向实际运用，是视频压缩发展领域的一个重要方向。1．2国内外研究现状现有对于H．264解码算法实现和优化方案相继推出，具体实现的方法也比较武汉理：I：大学硕七学位论文多，但基本可分为如下几类

5、：①针对解码定制或者半定制平台实现：研究分析264算法或某些模块，如熵解码，插值运算，块滤波，结合定制或半定SUsoc器件，根据双方特点达到软硬件的协同工作，此方式一般用于支持main和extended高档次，应用于高端领域，如高清电视(1920x1088)等，要求较高，但是具体实现难度较大，目前真正实现全套方案的较少。此方案在提高RAM及寄存器重用，并行处理方面具有优势，但完整性较差。目前已经出现了H．264的集成视频解码芯片，但大多价格不菲，主要应用在数字高清领域，如signaldesign，STMicroelectronics，国内的富瀚，及华为海思都有此类产品推出。②通用PC全软

6、件实现：如现在的有些商用播放器就已经支持H．264普通图象的实时解码，PC通用处理器平台的处理能力强大，正往并行多核趋势发展，完成一路或者若干普通分辨率的实时解码，不存在多大问题，PC平台的研究重点主要是如何利用多核的特点，以及平台特有的多媒体扩展指令集来优化运算，如INTEL平台的MMX，SSE，OpenMP等技术。⑨DSP实现DSP+ARM实现。DSP平台专门用于数字信号处理，因此DSP在视频编解码方面可以说是具有先天的优势，可以以最少时钟周期处理乘加，卷积，FFr等运算。比如C6X系列中的DM642在600M时钟下，其数字处理可达每秒4000MIPS以上，同时还具有丰富的网络和音视

7、频外设，无论是图象编码和解码都可以胜任，主要用于监控方面。通常消费电子或者机顶盒产品的解决方案采用DSP+ARM实现，DSP专注于算法，ARM专注于控制。④嵌入式处理器软件实现。由于消费类电子及网络发展的需求，基于MIPS和ARM，嵌入式X86等平台的H．264算法优化研究，也是一个分支。在这方面，国外的FastVdo公司号称能在200MHzARM核上实现QVGA的实时解码，为ARM平台低码率低档次H．264解码指出了可能性。同时，