基于H.264／AVC和AVS的視頻解碼芯片系統結構設計

一般來(lái)說(shuō)，視頻信號處理算法都需要高計算能力和高吞吐量，為了滿(mǎn)足高清晰度視頻所需的運算要求，視頻解碼廣泛采用硬件實(shí)現或硬件加速引擎。同時(shí)，多個(gè)視頻編解碼標準的共存，給視頻解碼器的設計帶來(lái)了挑戰。例如H.264/AVC(以下簡(jiǎn)稱(chēng)H.264)是最新的視頻編碼標準，AVS是中國最新的音視頻編解碼標準。在多標準視頻解碼器芯片的設計中，需要在分析各個(gè)標準的宏觀(guān)算法和局部異同點(diǎn)的基礎上，以靈活的、可重構的方式設計模塊結構，實(shí)現硬件可重用。

2 H.264和AVS的算法分析

現有的視頻編解碼標準(如H.264，AVS)都是基于混合視頻編碼框架，主要包含以下5個(gè)模塊：熵解碼、變換/量化、幀內預測、幀間預測和環(huán)路濾波，如圖1所示。

可將各個(gè)模塊表述為一個(gè)參數化的流程，通過(guò)參數來(lái)體現其技術(shù)細節上的差異。

熵解碼：H.264和AVS都采用VLC作為熵編碼工具。在A(yíng)VS中，采用K階指數哥倫布碼與2D-VLC相結合的方法，即將(run，level)通過(guò)自適應選擇碼表映射為一個(gè)語(yǔ)法元素，對這個(gè)語(yǔ)法元素采用指數哥倫布編碼。在H.264中，將run與level分開(kāi)，把系數映射成5個(gè)語(yǔ)法元素進(jìn)行編碼，使用多個(gè)碼表來(lái)實(shí)現內容的自適應。因此，H.264和AVS熵解碼的控制和碼表都不同。為了支持H.264和AVS兩個(gè)標準，需要單獨設計控制表和碼表。

變換：變換矩陣是決定變換操作的最關(guān)鍵參數之一。在H.264中包含4