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基于H.264/AVC的HDTV视频解码芯片研究与初步设计

常周林  
【摘要】:高清晰度数字电视(HDTV)是当前数字电视产业的发展趋势和研究热点。为了实现有效的传输和存储,必须对HDTV数字信号进行压缩编码。作为国际最新视频压缩编码标准,H.264/MPEG-4 AVC以其更高的压缩效率和良好的网络适应性,成为解决HDTV视频压缩问题的实用化措施,具有非常广泛的应用领域和极为广阔的市场前景。 在全面了解相关视频编码算法和数字电视原理的基础上,本文着重分析了H.264/AVC标准中的编码算法,深入探讨了HDTV视频解码系统的设计策略和设计方法,最后,对基于H.264/AVC的HDTV视频解码器进行了初步的系统设计和部分功能模块的硬件电路设计。 论文的具体内容如下: 第一章简要介绍了数字电视的概念、视频信号采样结构、分量编码以及HDTV图像格式与参数标准。 第二章阐述了视频压缩编码的原理和所采用的基本编码算法,主要包括预测编码、变换编码和熵编码等理论。 第三章描述了H.264/AVC编码标准的内容和特点,对其中的功能模块和相关算法做了详细的分析,如整数变换量化、CAVLC熵编码等。 第四章主要针对HDTV视频解码系统,探讨了高性能视频解码器的设计策略,提出了基于ASIC技术的HDTV解码系统的设计方法。 第五章基于H.264/AVC视频编码标准,对HDTV视频解码系统做了初步的功能分析、模块划分和系统验证平台构建。 第六章着重对编解码系统中的4×4整数变换量化核、反量化变换核做了硬件电路设计仿真,并对Exp-Golomb和CAVLC模块做了详细分析和初步电路设计,最后对CABAC模块做了算法分析。 本文以视频编码理论和最新国际标准为基础,以HDTV视频解码系统ASIC实现为研究目标,涉及解码系统设计和基本电路设计,为进一步深入研究和开发设计多媒体相关领域的SOC芯片提供了有益的帮助。


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