基于MW301多媒体芯片平台的AVS解码器设计

论文摘要

近些年通讯,多媒体技术发展迅速,人们对视频的要求也不断提高。无处不在的移动视频,标清、高清的数字电视网,还有将要改变人们通讯方式的3G网络,都对视频编解码技术提出了更高的要求。AVS作为我国拥有自主知识产权的音视频编码标准,与国际流行的最新标准H.264、MPEG-4相比具有算法实现简单,编码效率高等特点。在高清视频解码领域甚至赶超H.264标准。本文主要从AVS的视频解码算法和算法在硬件平台的实现两方面展开研究。论文研究了AVS的系统结构,技术特点,编解码流程。针对解码过程中的4个主要模块的算法设计进行了深入的分析,主要包括熵解码、反量化/反变换、帧内预测/帧间预测、环路滤波。并完成了AVS解码器基于C的定点模型设计。在硬件平台方面,论文中使用的MW301多媒体芯片平台是润芯科技有限公司的最新一代多媒体处理器。本文对MW301结构进行了深入研究,MW301的片内共有5个可配置CPU核,CPU1为主处理器,功能为读取码流和音频解码;CPU25执行视频解码,图像输出。论文最后针对MW301平台,对代码进行了优化。对运算量比较大的运动补偿模块采用汇编编写。将解码过程要用到的熵解码码表整块读入片上存储器,而将经过滤波后的YUV数据通过DMA通道保存于片外,从而减少解码过程中对片外内存的读取次数,提高解码效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源研究目的和意义
• 1.2.1 本课题来源
• 1.2.2 本课题的研究目的和意义
• 1.3 视频编解码标准的发展历程与展望
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 AVS视频标准
• 2.1 AVS标准介绍及性能评价
• 2.2 AVS系统概述
• 2.2.1 档次和级别
• 2.2.2 AVS比特流结构
• 2.3 本章小结
• 第3章 解码主要模块的算法分析和设计
• 3.1 熵解码模块
• 3.1.1 AVS视频标准的熵解码算法
• 3.1.2 指数哥伦布码的结构
• 3.1.3 指数哥伦布码与语法元素的映射关系
• 3.2 反量化和反变换模块
• 3.2.1 反量化
• 3.2.2 整数余弦变换
• 3.2.3 反变换
• 3.3 帧内预测模块算法研究
• 3.3.1 参考样本的获得
• 3.3.2 亮度预测
• 3.3.3 色度预测
• 3.4 帧间预测模块
• 3.4.1 帧间预测原理分析
• 3.4.2 基于块的运动补偿
• 3.4.3 运动补偿分像素插值算法
• 3.5 去方块滤波算法设计
• 3.5.1 滤波原理
• 3.5.2 去块滤波算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 MW301 芯片介绍
• 4.1 MW301 系统概述
• 4.1.1 内部结构
• 4.1.2 系统级解码流程
• 4.2 MW301 硬件结构
• 4.2.1 内核特性
• 4.2.2 各内核在解码过程中的任务
• 4.2.3 中断请求
• 4.2.4 CPU间的通讯机制
• 4.3 本章小结
• 第5章 针对MW301 芯片的优化
• 5.1 软件的优化
• 5.1.1 代码优化
• 5.1.2 算法优化
• 5.2 存储的优化
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢