H.264编解码器软硬件协同设计与验证技术研究

论文摘要

随着网络宽带的增加和信息处理技术的进步,人们对多媒体业务的需求越来越广泛。视频编码技术作为多媒体技术中重要的组成部分,早已经成为国内外研究和工业应用的热点之一。许多视频编码方案也喜爱不断的被提出和应用,而H.264是目前最有效的编解码标准。H.264标准在大幅度提高编码效率的同时,也因为复杂的运算为H.264的嵌入式应用带来了巨大的障碍。因此如何对拥有大量复杂编码算法的H.264编码器进行编码功能正确性的验证,以及验证编码器是否具有高效率的编码性能是一个重要的研究课题。因此,本文在深入研究H.264视频压缩编码标准的基础上,概述了H.264编解码器的设计,重点对编码器的验证方法进行了研究。首先设计了编码器的验证规范；构建了以H.264编码器为核心的虚拟原型、FPGA原型验证平台；然后基于设计好的验证平台,编写验证用例,运用软硬件协同验证方法,对H.264编码器进行了层次化验证。最终,从主观和客观质量评定角度出发,验证了H.264编码器编码功能正确,压缩码流符合H.264标准,性能满足设计要求

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题背景及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文结构及内容安排
• 第二章 H.264标准简介
• 2.1 H.264的分层结构
• 2.2 H.264编解码器
• 2.2.1 编码器
• 2.2.2 解码器
• 2.3 H.264的结构
• 2.3.1 编码图像类型
• 2.3.2 档次和级别
• 2.3.3 编码视频格式
• 2.4 H.264视频压缩方法
• 2.4.1 预测编码
• 2.4.2 变换编码
• 2.4.3 熵编码
• 第三章 H.264编码芯片的设计
• 3.1 软硬件协同设计方法学
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 设计流程
• 3.2 编码芯片系统结构设计
• 3.2.1 功能概述
• 3.2.2 软硬件划分
• 3.3 编码芯片各模块功能简介
• 3.3.1 PowerPC440处理器
• 3.3.2 片上总线
• 3.3.3 PCI主机接口
• 3.3.4 视频输入接口
• 3.3.5 MPEG-2-TS复用模块
• 3.3.6 码流输出接口
• 3.3.7 DDR2控制器
• 3.3.8 IDE记录接口
• 3.3.9 以太网接口
• 3.3.10 向量中断控制器
• 3.4 H.264视频编码器简介
• 3.5 编码芯片的软件设计
• 3.5.1 编码器FW
• 3.5.2 嵌入式协议栈
• 3.5.3 文件系统
• 第四章 H.264编解码器的验证
• 4.1 软硬件协同验证技术
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 验证流程
• 4.2 层次化验证流程
• 4.3 虚拟原型验证
• 4.3.1 基本原理
• 4.3.2 验证平台的搭建
• 4.3.3 验证方案
• 4.3.4 验证过程
• 4.4 FPGA原型验证
• 4.4.1 基本原理
• 4.4.2 验证平台的搭建
• 4.4.3 验证方案
• 4.4.4 验证过程
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间所发表的论文
• 详细摘要