基于奔腾4中央处理器的H.264解码器的设计和优化

论文摘要

随着计算机技术、集成电路技术、通讯技术和网络技术的飞速发展,多媒体技术在当今的办公、娱乐等各个产业中扮演着十分重要的角色。作为多媒体技术中的重要组成部分和主要技术难点,视频技术在近几年得到了广泛的应用,其范围包括新一代数字电视、网络电视、3G移动网络平台上手机视频的传输、视频监控、远程教育、视频会议等领域,并且对于视频处理的社会需求仍然在不断增长中。视频压缩的主要目的是有利于存储和传输。目前,随着人们需求的不断变化,视频压缩技术的应用热点已经从前几年的面向存储转变为当前的面向实时传输。在方兴未艾的远程教育、网络电视等领域,应用于个人电脑平台的高效而稳定的解码器是高质量视频播放的有力保障。本论文设计和优化了最新的视频压缩编码标准H.264的解码器,其应用平台是目前个人电脑中最为常见的奔腾4中央处理器。通过了仔细阅读H.264视频压缩编码标准、利用奔腾4中央处理器特性及其特有的多媒体指令集、确定开发流程、编写C代码、优化C代码和用MMX等多媒体指令集优化等几个阶段,并且按照软件工程开发手段,编写完毕后对代码进行了严格的测试,完成了整个解码器的设计、编写和优化工作。经过测试,最后完成的解码器在现有的主流个人电脑应用平台上,可以准实时(每秒20～25帧)解码704×476大小的图像,可以高速(每秒100～120帧)解码352×288大小的图像,很好的满足了当前个人电脑用户对于视频传输和播放的需求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 视频压缩标准的发展历史和现状
• 1.1.1 ITU-T 的H.26x 系列标准
• 1.1.2 ISO/IEC 的MPEG 系列标准
• 1.2 视频技术在INTEL 奔腾处理器上的应用
• 1.3 论文内容的安排
• 第二章 视频压缩编码的基本原理和方法
• 2.1 视频数据压缩的必要性和可行性
• 2.2 视频压缩编码的基本方法
• 2.2.1 时间模块
• 2.2.2 空间模块
• 2.2.3 熵模块
• 第三章 新一代视频压缩编码标准 H.264 简介
• 3.1 编解码器基本结构
• 3.2 H.264 的特点
• 3.2.1 网络抽象和数据分割技术
• 3.2.2 整数变换技术
• 3.2.3 灵活的运动补偿技术
• 3.2.4 先进的环路滤波技术
• 3.2.5 帧内预测技术
• 3.2.6 熵编码技术
• 3.3 H.264 的不同应用档次
• 第四章 奔腾4 系列中央处理器简介
• 4.1 奔腾4（PENTIUM 4）系列中央处理器的先进技术
• 4.1.1 NetBurst 微结构
• 4.1.2 超线程技术
• 4.1.3 总线技术
• 4.1.4 SSE2 指令集
• 4.2 MMX、SSE、SSE2 系列指令集
• 4.2.1 MMX
• 4.2.2 SSE
• 4.2.3 SSE2
• 4.3 MMX、SSE、SSE2 系列指令集优化实例
• 第五章 软件的设计和优化
• 5.1 一般优化准则
• 5.1.1 运行速度和程序可读性的矛盾
• 5.1.2 编程语言的选择
• 5.1.3 算法的优化
• 5.1.4 使用编译器优化选项
• 5.1.5 确定代码的最关键部分
• 5.1.6 去除依赖关系
• 5.1.7 使用局部变量
• 5.1.8 数据对齐
• 5.1.9 函数调用
• 5.1.10 高速缓存（Cache）
• 5.2 函数的设计和优化过程
• 5.2.1 对JM 的评测
• 5.2.2 程序开发流程
• 5.2.3 数据结构和程序流程的设计
• 5.2.4 瓶颈函数的确定和优化
• 5.2.5 代码调试的经验
• 5.2.6 关于测试代码
• 5.3 测试结果
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢