MPEG-4解码器的优化及其在嵌入式系统上的实现

论文摘要

随着计算机技术,通信技术和电子技术的大力发展,人类社会已经进入了数字化时代。多媒体技术的数字化使得人们的生活变得更加丰富多彩。视频压缩又是数字多媒体技术的核心技术,到目前为止,视频压缩的国际标准有:MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,H.261,H.263,H.264等。其中,基于简单框架（Simple Profile, SP）的MPEG-4视频标准能在低码率、高压缩比的情况下获得较好的图像质量,非常适合在嵌入式系统上应用。利用嵌入式系统实现MPEG-4 SP视频编解码有着非常好的应用潜力。本文的目的就是对MPEG-4 SP解码器进行优化,使其能在基于ARM处理器的嵌入式平台上获得较好的解码帧率。本文首先较详细地介绍了MPEG-4标准以及MPEG-4视频解码所用到的关键技术,如逆量化（IQ）、IDCT变换、运动补偿以及解码等关键技术。这些技术是视频解码的核心技术,也是后面进行解码器优化的理论基础。其次,本文对嵌入式系统做了较全面的介绍,并在此基础上选取能说明本文工作研究价值的嵌入式硬件平台和嵌入式操作系统。接着,本文在ADS1.2环境下对MPEG-4 SP解码器进行了复杂度分析、优化、测试。采用的优化策略主要包括:采用改进的IDCT变换算法--基于行列的FIDCT算法、解码器结构的优化、解码冗余的去除、运动补偿的优化等。通过对优化前后的结果进行比较发现解码性能有较大提高。最后,本文对优化好的程序进行修改使其能在arm-linux-gcc环境下编译成功,并将编译好的可执行程序移植到目标平台上,实现解码器的移植。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 视频压缩编码标准
• 1.2.1 MPEG-1
• 1.2.2 MPEG-2
• 1.2.3 MPEG-4
• 1.2.4 MPEG-7
• 1.2.5 H.261
• 1.2.6 H.263 及H.263+
• 1.2.7 H.264/AVC
• 1.3 本文内容及结构安排
• 第二章 MPEG-4 视频解码关键技术
• 2.1 MPEG-4 压缩视频的码流结构
• 2.2 MPG-4 视频解码的基本流程
• 2.3 MPG-4 视频解码的解码模块
• 2.3.1 码流解析
• 2.3.2 形状解码
• 2.3.3 运动补偿解码部分
• 2.3.4 纹理解码
• 第三章 解码器运行的嵌入式平台
• 3.1 嵌入式系统的概述
• 3.1.1 何为嵌入式系统
• 3.1.2 嵌入式系统的体系结构
• 3.1.3 嵌入式处理器
• 3.1.4 嵌入式操作系统
• 3.2 解码器运行的硬件平台
• 3.2.1 ARM处理器核简介
• 3.2.2 ARM9 主要特点
• 3.2.3 S3C2410 处理器
• 第四章 MPEG-4 解码器的优化和嵌入式系统实现
• 4.1 解码模型的选择
• 4.2 解码器优化前的复杂度分析
• 4.3 对解码器的优化
• 4.3.1 算法的总体策略
• 4.3.2 与平台无关的优化
• 4.3.3 基于ARM平台的优化
• 4.4 优化结果分析
• 4.5 MPEG-4 解码器的嵌入式系统实现
• 4.5.1 LINUX 内核移植
• 4.5.2 解码器程序的移植
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果