軟硬件協(xié)同的MPEG-4視頻解碼器設計與實現.pdf

1、音視頻多媒體技術以最直觀的方式表達信息，給人們帶來了豐富的信息和多彩的娛樂感受。在多媒體設備中，MPEG-4標準因其編碼方式先進，壓縮效率高，錯誤控制機制可靠而被普遍采用。視頻解碼是其中最重要、最復雜的技術。 視頻解碼器的主流方案包括純軟件解碼方案和純硬件（ASIC）的解碼方案兩種。這兩種方案有各自的優(yōu)點和缺點。純軟件解碼方案的主要優(yōu)點是靈活，易于開發(fā)和調整更新。主要缺點是解碼效率低，功耗大。ASIC方案的優(yōu)點是集成度高，功耗小

2、，可靠性高，運算速度快。其缺點在于，開發(fā)難度大，周期長，靈活性差。 針對MPEG-4視頻解碼器，綜合軟件方案和硬件方案的長處，本設計采用軟硬件協(xié)同的解決方案，即CPU配合硬件加速器的形式。這個方案將整個解碼過程進行合理劃分，將運算比較集中的部分用硬件加速器方式實現，而運算量較小、控制復雜的部分用軟件實現。采用軟硬件協(xié)同的設計方法可以較好的兼顧解碼速度、功耗、靈活性、成本以及開發(fā)周期的要求。 通過分析MPEG-4視頻解碼的

3、原理和流程，在開源解碼軟件XVID的基礎上，本文首先根據軟件計算量統(tǒng)計的結果，確定了軟硬件劃分方案，將占整體計算量74％以上的IDCT、幀間運動補償、反量化三部分劃入硬件加速器。設計了系統(tǒng)的四級流水機制。接下來，給出了各個模塊的詳細設計。包括主控電路、反量化模塊、反離散余弦變換(IDCT)模塊和運動補償模塊。根據標準規(guī)定的算法結合實際情況做出優(yōu)化，力爭提高效率的同時節(jié)約資源的使用。實現了軟硬件協(xié)同，在XVID的基礎上，修改其中涉及到硬件