面向移動(dòng)設(shè)備視頻編解碼器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)電子的發(fā)展，VLSI(大規(guī)模集成電路)技術(shù)的成熟以及硬件芯片處理能力的大幅提高，移動(dòng)設(shè)備變得越來(lái)越普及，性能也逐漸增強(qiáng)?，F(xiàn)在的手持設(shè)備，比如手機(jī)，PocketPC(掌上電腦)，PDA(個(gè)人數(shù)字助理)等，比5-10年之前有了革命性變化，體現(xiàn)在諸多方面：硬件方面，更大的屏幕以及彩屏的出現(xiàn)，處理器性能和存儲(chǔ)容量的大幅提高等；與此同時(shí)，各種各樣的軟件應(yīng)用開(kāi)始在移動(dòng)設(shè)備上涌現(xiàn)，從各種娛樂(lè)軟件、游戲到各種金融應(yīng)用、商務(wù)應(yīng)用軟件等，

2、其中，視頻編解碼應(yīng)用從傳統(tǒng)的桌面計(jì)算機(jī)向移動(dòng)設(shè)備上轉(zhuǎn)移，也成為最近的一個(gè)熱點(diǎn)。一個(gè)典型視頻解碼應(yīng)用的例子就是移動(dòng)設(shè)備上面的媒體播放器。當(dāng)前，雖然移動(dòng)設(shè)備的性能已經(jīng)有了很大發(fā)展，但是和PC相比，仍然有明顯劣勢(shì)，比如較小的顯示屏幕，有限的計(jì)算能力，有限的內(nèi)存資源，使得傳統(tǒng)的視頻編解碼應(yīng)用不能夠直接移植到移動(dòng)平臺(tái)。 關(guān)于這一領(lǐng)域的研究，前人已經(jīng)做了很多工作，比如針對(duì)PocketPC的H.263編解碼器的實(shí)現(xiàn)，針對(duì)ARM芯片優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的M

3、PEG-4編碼器等。雖然這些研究都達(dá)到了不錯(cuò)的效果，但是總體看來(lái)，缺乏通用性，比如前者僅僅針對(duì)H.263標(biāo)準(zhǔn)最基本層(BaselineProfile)，后者使用了針對(duì)ARM平臺(tái)的匯編優(yōu)化，不能在其它便件平臺(tái)上面使用等。 考慮到上面提出的問(wèn)題和當(dāng)前的研究情況，文章重點(diǎn)討論在移動(dòng)設(shè)備上視頻編解碼器(VideoCODEC)的研究與實(shí)現(xiàn)，而且專(zhuān)注在軟件實(shí)現(xiàn)上面。通過(guò)研究相關(guān)視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)算法，比如MPEG-4，H.263，最新的H

4、.264/AVC，AVS標(biāo)準(zhǔn)等，文章提出了一個(gè)面向移動(dòng)設(shè)備的視頻編解碼器框架，并且進(jìn)一步使用軟件方法實(shí)現(xiàn)了該框架。使用此框架可以快速地得到基于混合DPCM/DCT編解碼模型的任何一種編解碼標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以方便地替換框架中的模塊，具有很好的通用性。除此之外，還采用了一系列優(yōu)化方法，比如基于靜止塊提前退出技術(shù)和基于預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法、使用整型離散余弦變換(IntegerDCT)算法取代傳統(tǒng)的浮點(diǎn)型離散余弦變換(FloatDCT)算

5、法、零系數(shù)的提前判斷方法、使用16位的顏色空間，優(yōu)化ABS函數(shù)等，使得軟件能夠流暢的運(yùn)行在嵌入式設(shè)備上面；之后，在真實(shí)PocketPC上面的測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明了提出的軟件在嵌入式設(shè)備上面的可行性；針對(duì)QCIF(176×144)格式的視頻序列，在圖像質(zhì)量可以接受的情況下，基本達(dá)到實(shí)時(shí)編碼和播放。 文章講述了傳統(tǒng)編解碼器模型和使用技術(shù)，嵌入式設(shè)備上視頻編解碼器的特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了使用的各種優(yōu)化算法，提出的編解碼器框架以及框架軟件實(shí)現(xiàn)，并且給