基于ARM与嵌入式Linux的H.264解码系统的设计

• 作 者: 夏立连
• 机 构: 重庆邮电大学
• 出 处: 重庆邮电大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: H.264标准 微处理器 嵌入式Linux系统 视频编解码 软件设计

在技术进步、市场需求的共同推动下，视频业务在嵌入式系统中的应用成为了产业界关注的焦点。随着视频压缩技术的进步，对具有更高的压缩效率和更好的网络友好性的视频编码标准的需求非常迫切。基于此，ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(MPEG)联合开发了H.264视频编解码标准。作为目前世界上新一代的视频编码标准，H.264高性能的代价是其极高的算法复杂度。对于资源有限的嵌入式系统来说，实现实时纯软件H.264解码是一项很有挑战的工作。本论文的研究工作不仅给出了一种基于ARM与嵌入式Linux的H.264基本档解码系统的实现，而且完成了软件编写。　　
本系统基于ARM920T内核的处理器，用纯软件来实现解码。相比于国内外产业界通用的H.264硬件解码方案，本系统降低了硬件成本，因而有较好的实用价值。　　
论文主体分为四个部分，首先介绍了H.264解码器的原理，并对H.264解码器的关键技术：熵解码、反变换和反量化、帧内预测、帧间预测、去方块滤波等进行了详细的分析。接着对系统环境进行了简要的介绍，包括ARM处理器体系结构和ARM应用领域、嵌入式操作系统和嵌入式Linux。然后论述了解码系统的设计，包括系统软硬件环境和开发环境搭建过程。最后详细地论述了软件设计和对软件所做的优化，并给出了软件优化后解码系统综合测试的结果。软件按流程设计为读码模块、解码模块和LCD显示模块三个独立的模块。软件优化从软件的结构优化、C语言优化和ARM汇编优化三个方面进行。　　
测试的结果表明，不仅基于ARM与嵌入式Linux的H.264解码成功实现，而且编写的软件的解码速度明显高于JM开源解码器的解码速度，并且随着处理器主频的提高，本软件解码速度的提高也很明显。