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H.264/AVC解码SOC芯片设计

作　者: 徐鹏
导　师: 林争辉
学　校: 同济大学
专　业: 电路与系统
关键词: H.264/AVC SOC 软硬件协同设计 CABAC
分类号: TN764
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 25次
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内容摘要

联合视频小组JVT(Joint Video Team)在2003年5月推出了ITU H．264标准(也称MPEG4 Part10(AVC)标准)，它比以往的视频标准有着更好的压缩效率。H．264采用了一系列先进的技术，例如4x4整数DCT变换、多种块大小、多参考帧、1／4像素精度插值、CABAC、环路去块效应滤波器等等，进一步提高了编码算法的压缩效率和图像回放质量。H．264较之以往的视频编码标准的编码效率提高了50％左右。正因为它有着更高的压缩率，它的算法也比之前的视频编码算法更加复杂，从而实现H．264标准也更具有挑战性。论文提出了一种针对H．264／AVC Main Profile Level4并且能够实时解1920x1080分辨率码流的SOC解码方案。由于SOC实现的复杂性，论文详细阐述了硬件解码器中熵解码CABAC(基于上下文自适应的二进制算术码)解码模块的设计、仿真和综合，同时也提出了硬件模块的验证策略和实现方案。截止论文完成时，H．264解码器已经完成了设计并且通过了仿真和FPGA验证。根据在FPGA上的解码速度，可以推算出该解决方案完全能够完成H．264高清码流的实时解码，从而证明了这种解码方案的可行性。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-11
第1章引言  11-23
  1.1 概述  11
  1.2 数字视频编解码技术的研究背景  11-13
  1.3 视频编码标准的发展  13-16
    1.3.1 MPEG系列视频编码标准  13-14
    1.3.2 H.26x系列视频编码标准  14-16
    1.3.3 视频编码标准发展的总结  16
  1.4 SOC技术的发展状况  16-20
    1.4.1 SOC的设计方法  17-18
    1.4.2 SOC的设计技术  18-19
    1.4.3 SOC设计存在的问题  19
    1.4.4 SOC的研究进展  19-20
  1.5 本文研究的目标及意义  20-21
  1.6 本文的内容和结构安排  21-23
第2章 H.264/AVC视频压缩标准的基本原理  23-33
  2.1 H.261建议的基本原理  23
  2.2 H.263建议的基本原理  23-24
  2.3 H.264标准的核心技术及其特点  24-33
第3章 H.264硬件解码器的设计  33-48
  3.1 系统功能分析及规格确定  33-35
  3.2 视频解码系统的软硬件划分  35-43
    3.2.1 软硬件协同设计的背景  35-36
    3.2.2 软硬件协同设计涉及的内容  36-37
    3.2.3 软硬件协同设计的系统结构  37-39
    3.2.4 H.264解码器的软硬件划分  39-42
    3.2.5 软硬件接口设计  42-43
  3.3 硬件系统架构设计  43-46
  3.4 系统功能验证平台构建  46-48
第4章部分硬件模块的设计和实现  48-71
  4.1 CABAC硬件加速器的设计  48-67
    4.1.1 熵解码模块的分析  48-49
    4.1.2 CABAC算法简介  49-57
    4.1.3 CABAC硬件加速器的设计目标  57-58
    4.1.4 CABAC硬件结构设计  58-61
    4.1.5 存储系统  61-62
    4.1.6 状态机的设计  62-63
    4.1.7 流水线的设计  63-64
    4.1.8 码流的读取  64-65
    4.1.9 CABAC设计的验证平台  65-66
    4.1.10 CABAC硬件加速器设计的结论与比较  66-67
  4.2 PCI控制器的设计  67-69
  4.3 OSD&Display模块的设计  69-71
第5章实验结果与建议  71-72
  5.1 实验结果  71
  5.2 对CABAC硬件加速器存在的问题的分析和建议  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-75
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  75

H.264/AVC解码SOC芯片设计

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