avs视频解码器ip核设计研究

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1、第一章绪论1．1引言音视频编码压缩的技术历史可以追溯到上个世纪50年代初。在上世纪80年代初，视频编解码技术初步成型。方案集成的主要贡献者是标准化组织。来自各国家和组织的专家们共同完成了方案集成工作。尽管有些技术多年前就已经提出，但由于实现代价昂贵而没能在当时得到实际应用，直到近年来半导体技术的发展才满足实时视频处理的要求。国际上音视频编解码标准主要有两大系列n1：ISO／IECJTCl制定的MPEG系列标准(主要为数字电视采用)和ITU针对多媒体通信制定的H．26x系列视频编码标准及G．7系列音频编码标准。1994年制定的MPEG-2标准是国际音视频标准领域的一个里程碑，是

2、MPEG和ITU合作完成的，是音视频行业遵循的第一代标准。近十年来，音视频编码技术本身和产业应用背景都发生了明显变化。从2001年开始，ISO和ITU开始组建了联合视频工作组JVT，开发新的视频编码标准，目前已经完成。在ISO／IEC中，该标准的正式名称为MPEG-4AVC(AdvancedVideoCoding)标准，作为MPEG一4标准的第十部分；在ITU-T中的正式名称为H．264标准。理论上讲，音视频产业可以选择的信源编码标准有四个：MPEG一2、MPEG一4、MPEG-4AVE(简称AVE，也称JVT、H．264)、AVS。前三个标准是由MPEG专家组完成的，第四个

3、是我国自主制定的。上述四种标准编码效率的比较口1：MPEG-4是MPEG一2的1．4倍。AVS和Arc在技术水平和编码效率上相当，都比MPEG一2高一倍以上，即所占用的传输带宽、频谱资源、存储容量都不到MPEG一2的一半。1．2AvS的产业价值‘31咖‘51‘81AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准，其重点解决的问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题，即数字音视频编解码技术口1。显而易见，它是数字信息传输、存储、播放等环节的前提，因此AVS是数字音视频产业共基性的基础技术标准。AVS标准是《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，AVS标准包括

4、系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。AVS视频解码器IP核设计研究与其他类似标准相比，AVS有两大优势：一是构建的开放标准基于自主技术和开发技术，并提出了解决专利许可问题的妥善方案：二是中国日渐强大的产业化实力和市场提供了良好土壤。借助这两大优势，AVS已成为全球范围内最有可能成为事实标准的第二代音视频编码标准。AVS是一套适应面十分广阔的技术标准，其优越性表现在以下几个方面：1．AVS是基于我国创新技术和公开技术的自主标准：编码效率比第一代标准(MPEG-2)高2—3倍，而且技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第二代标准的最高水平，可节

5、省一半以上的无线频谱和有线信道资源：2．AVS是第二代音视频编解码标准的上选：AVS通过简洁的一站式许可政策，解决了MPEG-4AVC／H．264被专利许可问题缠身、难以产业化的死结。与一些公司提出的标准相比，AVS是丌放式制订的国家、国际标准，易于推广；3．AVS为音视频产业提供系统化的信源标准体系：MPEG-4AVC／H．264仅是一个视频编码标准，而AVS是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系，为中国同渐强大的音视频产业提供了完整的信源编码技术方案，正在通过国际标准化组织合作，进入国际市场。据预测，数字音视频产业将在2008年超过通信产业，在2010

6、年成为国民经济第一大产业。AVS作为数字音视频产业“牵一发动全身"的基础性标准，为我国构建“技术一专利一标准一芯片与软件一整机与系统制造一数字媒体运营与文化产业”的产业链条提供了难得机遇。对于数字电视接收机制造业来说采用AVS十分简单，无论AVS标准还是其它标准，物理实现都是一块解码芯片。这块芯片和整机其他部分的之间的接口可以是统一的，也就是说，可以通过更换解码芯片，来让一台数字电视接收机支持不同的信源标准。AVS对于数字电视运营意义重大。数字电视运营系统包括三个主要环节：制作、播出、传输。其中制作(电视台演播室)和传输(数字电视传输网)是投入最大的部分，但二者都与播出节目所

7、采用的格式无关。因此采用AVS，不影响这些设备的既有投入。采用hVS唯一要求是增加解码器，而得到的回报远大于替换2第一章绪论编码器的投入：至少可以节省一半传输带宽资源、为标清业务部署的传输系统可以直接提供高清业务。从电视网看，传输的节目容量扩大一倍。从国有资源看，地面广播中节省一半的无线频谱资源，意义十分重大。我国正在发展自己的光盘和光盘机技术与标准，红光光学伺服系统和盘片已经较为实际可行，但是，需要3张甚至更多盘片才能存放一部MPEG一2编码的高清电影。由于AVS压缩高清节目效率比MPEG一2高三倍，