H264高清视频编码器的研究与SoC实现

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1、分类号TN919．82密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目塾!至鱼垒高清视频编码器的研究与SoC实现英文题目TheResearchandSoCImplementationofHighDefinitionVideoEncoderBasedonH．264硕士研究生侯超指导教师彭太左正直级工程』匝学科专业通信与信息系统论文提交日期2Q12：5=25论文答辩日期2Q12：5=2鱼论文评阅人答辩委员会主席张天骐教授重庆邮电大学2012年5月25日独创性声明本人声明所呈交的学位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。据我所知，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

2、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重废出E皇丕堂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谢意。学位论文作者签名：像兰奠签字日期：莎p年j月≥妒学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重迭壑电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽查＆电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者虢该复签字目期0户

3、兮年岁思骖曰跏躲撕签字目期：pf哗“诉摘要摘要随着移动互联网的发展、应用与普及，人们对多媒体通信的需求更加强烈，通过手持移动终端访问因特网收发多媒体音视频数据变得更加常态化。同时也带来了多媒体用户增长受制于无线频谱资源有限的矛盾，为了解决这一矛盾，对视频压缩技术的研究就显得尤为重要。而在众多的视频压缩技术中，应用最广泛，性能最好，最适合移动通信领域的是H．264视频压缩标准，那么在移动终端上用SoC实现H．264编码器具有现实意义。本文以H．264视频编码标准为基础，对H．264视频编码的基本概念，标准中规定的简表与级别、编码数据格式、码流结构、编码过程和编码原理进行了详细分析。

4、然后，分别对帧间预测编码、帧内预测编码、整数变换与量化、CABAC熵编码等4个关键技术的基本算法进行了研究。对视频编码器中帧间预测编码等4个关键技术的算法实现过程进行了详尽的分析与研究，并设计出算法的实现流程。基于H．264视频编码关键算法的研究和SoC设计的需求，并根据提高计算并行度和采用流水线技术的系统架构设计原则提出了SoC实现的系统架构方案。为了提高加速器利用率和编码效率，减少总线数据流，提出了基于宏块的4级流水线来实现H．264编码加速器。最后以帧内预测编码模块为例，提出T4x4亮度块预测和8×8色度块预测模块的详细设计方案，采用VerilogHDL语言对帧内预测模块进

5、行了RTL级实现。同时利用Systemverilog与VMM验证方法学相结合的验证方式，搭建模块级验证平台，对帧内预测模块进行功能验证。仿真结果表明，本文的帧内预测模块的功能正确，并且宏块处理速度达到了810个时钟周期／MB，满足了1280×720的实时编码的性能要求。关键词：H．264，关键技术，SoC实现，验证方法学重庆邮电大学硕士论文IIAbstractWiththehighiydevelopmentandwildlyusageofthemobilenetwork，itisstronglyrecommendedtoenjoymultimediacommunicationin

6、people’Sdailylife．Meanwhile，itisbecomingmoreandmorecommonforindividualtotransmitandreceivemultimediadatathroughtheirmobiledevices．Buttheseoperationsleadtoahugerequirementforradiofrequencyresource．Therefore，itisofsignificanttodoresearchonthecompressiontechnologyofmobilevideo．SuchasH．264，whichi

7、sconsideredtothemostsuitableformobiletelecommunicationanditisessentialtoimplementationH．264encoderintheSoCterminaldevice．Inthefirstpartofthispaper,thebasicconceptoftheH．264encoder,profileandlevel，theformatofcodingdata，thestructureofdatastream