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H.264解码器在DSP和智能手机平台上的优化实现

董培  
【摘要】: H.264是国际电信联盟与国际标准化组织联合推出的新一代视频编码标准。该标准采用了先进的编码技术,具有卓越的压缩性能,并且易于网络传输,能够满足多种视频应用的需求。因此,H.264在视频通信、流媒体和数字广播等领域均有着良好的应用前景。然而,H.264编码效率的提高是以运算复杂度的增大为代价的。H.264编解码器在各种平台上的优化实现已成为当今科研领域和产业界关注的热点问题。 近年来,DSP技术发展迅速,高性能的数字信号处理芯片为高复杂度的多媒体应用提供了理想的实现平台。TI的DM642是一款高性能的定点DSP,适合数字媒体方面的应用。BREW和Symbian OS是当今被广泛使用的智能手机平台,基于这些平台的移动流媒体服务正在蓬勃发展。 本文以H.264基本档次解码器为主要研究对象,在DSP和智能手机平台上开展了优化实现方面的研究。考虑到解码器应该具有良好的码流兼容能力,本文以功能全面的JM73开源解码器作为优化对象。基于对JM73解码器运算复杂度的分析,本文在PC平台上对其程序结构、数据结构和算法进行了优化。优化后的解码速度有了显著的提高,为DSP平台和智能手机平台上的优化实现奠定了良好的基础。 在DSP平台上,本文通过多种手段,从程序存储器、数据存储器以及汇编语言的使用等方面对解码器进行了优化,使解码器的执行速度大幅提升。实验结果表明,优化后的解码器对CIF(352×288)和D1(720×576)格式的H.264压缩码流均实现了实时解码。此外,本文灵活运用DSP/BIOS实时操作系统提供的各种机制,设计了基于H.264解码器的实时网络视频传输系统。该系统在DSP/BIOS的多任务内核上成功实现了接收H.264的网络数据、实时解码与显示等功能。以H.264解码器为处理核心的客户终端能够提供良好的视频效果,解码端可以与H.264视频服务器配合工作。 接下来,本文分别基于BREW平台和Symbian OS实现了H.264解码器。针对无线网络误码率高、误码常常造成播放中断等问题,本文设计了一种H.264解码器端的误码处理机制,使得解码应用程序的稳定性大大提高。此外,为满足移动流媒体系统对媒体格式的要求,本文对节目源的视音频格式转换进行了研究,开发了相应的应用程序,能够为视频点播等服务提供丰富多彩的节目内容。BREW平台的移动流媒体解决方案已经在中国联通运营的CDMA2000 1X网络上试用成功,解码端可以在支持BREW的数字移动终端上为用户提供流畅的视频点播服务。


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