基于arm与dsp的h.264视频解码终端设计

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1、引言1引言1．1研究背景与意义随着中国现有移动通信网络向3G网络的升级与过渡，08年4月，中国移动的TD．SCDMA网络J下式放号试商用，作为3G时代的一项标志性基本业务，视频电话成了此次试商用过程中最受公众关心的一项技术。中国移动的可视电话方案，依托TD．SCDMA网络，采用MPEG．4和H．263视频编解码的方式实现，速率可以达到56"--'64kbps。为得到更加清晰的视频流，一种方法是需要分配更宽的带宽，但无线电频谱资源是目前紧缺的资源，并且分配需要统一的规划，另一种方法就是提高信源编码的压缩效率，尽量使视

2、频信号在保证画质的情况下能采用更少的比特数表示，在这方面目前应用最广泛的标准中，无论是H．263还是MPEG．4，其压缩效率都不是很理想。在低带宽的条件下无法提供高画质的视频，因而需要采用具有更好的压缩效率和压缩质量的视频编解码方案。而由联合视频小组(JVT)开发和发布并于2003年被ITU确定为新一代视频编解码标准的H．264方案，无疑是当前视频编解码方案中性能最好的方案之一【1】【2】。另一方面，压缩效率和质量的提高，也意味着视频压缩所采用的编解码方案的复杂度提高，而视频的压缩与解压缩主要由多媒体终端来完成，这

3、就对移动多媒体终端的性能提出了较高韵要求，而未来的多媒体终端肯定会和通讯终端越来越多的进行功能上的融合，比如如今使用较为广泛的多媒体娱乐终端女IMP4等会在视频播放的功能上越来越多的提供如今手机才能完成的通讯、数据传输等业务，并能充分利用无线网络，能支持流媒体方面的业务，如移动视频点播、视频电话、视频会议等，这就要求多媒体终端能实时的通过外部图像采集接口进行数据采集、实时编解码、多任务调度、功能可扩展等。由此可以看出移动终端的发展趋势就是采用性能更强、集成度更高的处理芯片来完成更复杂的算法，协议，并能运行丌放式操作

4、系统，应用开放式操作系统的软件可装卸特性完成和拓展更多的业务。所谓开放式操作系统，是与封闭式操作系统相对应的，封闭式操作系统是指那些用户不能安装卸载第三方软件的操作系统。这类操作系统多数直接嵌入在嵌入式处理器上。功能简单，用户没任何自由变通的余地。这阻碍了移动终端产品开发的速度和应用水平。而采用一些开放式的操作系统，用户只需安装第三方软件，就能支持丰富多彩的业务，而无需更换硬件平刨引。北京交通大学硕士学位论文目前在移动终端中采用较多的处理器主要有采用ARM公司的ARM架构的处理器，如三星、Marvel、摩托罗拉等公

5、司生产的嵌入式处理器，另外就是采用DSP芯片作为处理器，如TI、ADI等公司的产品。对于特定的应用，各个公司都有各自的解决方案。而在开放性操作系统上，移动终端领域目前应用的比较广的主要有Linux、WindowsMobile、PalmOS、Symbian等嵌入式操作系统。各款操作系统都有相对于其他操作系统的优势和不足，其中Linux操作系统较其他的操作系统具有源代码公开、支持处理器类别繁多等优点。有利于独立软件开发商开发出硬件利用效率高、功能更强大的应用软件，也方便行业用户开发自己的安全、可控认证系统。综上所述，开

6、发一种能支持运行开放性操作系统，并能完成复杂的视频编解码的终端，非常符合未来消费电子类产品的发展需求。能运行开放性操作系统，有利于产品功能的拓展，有利于终端的娱乐性、商务性等方面的提高，有利于向智能型设备的演化。而如果产品拥有功能强大的处理器或者专用芯片，配合上层软件能完成各种简单或者复杂的编解码算法，无疑会使终端能流畅播放从低到高不同质量档次(如不同分辨率、不同压缩率、不同清晰度等)的视频，这对终端的应用场合、支持业务方面都有很大的拓宽。1．2H．264编解码技术概述H．264作为新一代的编码标准，其草案最初由I

7、TU．T组织的VCEG(视频编码专家)组于1997年提出。在2001年，ISO的MPEG组织也加入了VCEG，成立了JVT(联合视频组)，研究新标准。并于2003年3月正式获得批准，命名为H．264。同时，该技术也被ISO／IEC组织所接纳，被称为AVC(高级视频编码)标准，是MPEG．4的第10部分，即通常说的MPEG．4AVC[41。H．264标准的主要目标是在相同的带宽下较其它现有的视频编码标准，提供更加优秀的图象质量。与以前的国际标准如H．263和MPEG．4,1比，其特点体现在【5】f6】：1．在同样的重

8、建图像质量下，H．264比H．263和MPEG．4减小了约50％的码率。这在网络传输中显得尤为突出，同样质量的视频序列，H．264只需H．263或MPEG一4的所需带宽的一半左右。因而特别适合于带宽受限的无线信道中的应用。2．对信道时延的适应能力比较强，H．264既可工作于低时延模式以满足实时的视频业务，如视频电话、视频会议等，另外又可应用于如视频存储等无时