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基于Cortex-A8平台的H.264解码器优化

作 者: 王凤伟
导 师: 夏涛
学 校: 华中科技大学
专 业: 计算机系统结构
关键词: 视频解码 优化 高级视频编码 嵌入式系统 指令集
分类号: TN919.81
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


随着3G网络的建设,用智能终端观看视频越来越流行。智能终端使用DSP解码实现视频加速,但这却限制了视频文件的格式和编码方式。因此,需要更有效地利用智能终端的硬件特性,优化程序,提升编解码性能来提供更好的用户体验。H.264/AVC视频编码以其高压缩比、良好的网络亲和性、成熟的算法研究成为视频编码的首选,但其高压缩比也带来了很高的算法复杂度。智能终端大多采用ARM处理器,Cortex-A8是基于最新体系结构ARMv7的应用处理器,引入了众多新技术,包括NEON多媒体处理引擎。Cortex-A8平台上的H.264解码优化研究,有着广泛的应用前景。通过对H.264解码流程和主要算法模块的研究,以及对Cortex-A8体系结构,包括指令集、流水线结构、NEON技术特性的分析,在评测H.264解码算法瓶颈的基础上,结合对Intel MMX优化技术和FFmpeg中的H.264解码优化的研究,提出对主要耗时模块如运动补偿模块、去块效应滤波模块、反变换反量化模块的算法并行优化方案。以iPhone 3GS作为测试环境,测试标准Foreman、Akiyo、Mobile-calendar视频序列的解码性能。比较优化前后的整体性能变化,结果显示,对不同视频序列,优化方案都有较大的性能提升。由于各算法模块在不同的视频序列里,复杂度百分比不同,而运动补偿算法模块最适合并行优化,故不同的视频序列提升的幅度不同。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外研究概况  9-11
  1.3 主要的研究工作  11-12
  1.4 本文的组织结构  12-13
2 H.264 视频解码相关技术  13-20
  2.1 视频编码标准简介  13-14
  2.2 H.264 解码器流程  14-15
  2.3 H.264 解码的关键技术  15-18
  2.4 H.264 的技术优势  18-19
  2.5 本章小结  19-20
3 ARM Cortex-A8 架构分析  20-30
  3.1 ARM 体系结构的发展  20-22
  3.2 Cortex-A8 体系结构  22-24
  3.3 NEON 架构及技术优势  24-28
  3.4 NEON 技术的应用方案  28-29
  3.5 本章小结  29-30
4 Cortex-A8 平台上H.264 解码优化  30-51
  4.1 解码算法瓶颈分析  30-31
  4.2 运动补偿算法优化  31-38
  4.3 去块效应滤波优化  38-46
  4.4 反变换反量化优化  46-49
  4.5 本章小结  49-51
5 优化结果及性能分析  51-55
  5.1 代码结构分析  51-52
  5.2 算法优化示例  52-53
  5.3 性能比较及分析  53-55
6 全文总结  55-58
  6.1 全文工作总结  55-56
  6.2 后续研究  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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