基于H.264／AVC和AVS的視頻解碼芯片系統(tǒng)結構設計

一般來說，視頻信號處理算法都需要高計算能力和高吞吐量，為了滿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現(xiàn)或硬件加速引擎。同時，多個視頻編解碼標準的共存，給視頻解碼器的設計帶來了挑戰(zhàn)。例如H.264/AVC(以下簡稱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，需要在分析各個標準的宏觀算法和局部異同點的基礎上，以靈活的、可重構的方式設計模塊結構，實現(xiàn)硬件可重用。

2 H.264和AVS的算法分析

現(xiàn)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個模塊：熵解碼、變換/量化、幀內(nèi)預測、幀間預測和環(huán)路濾波，如圖1所示。

可將各個模塊表述為一個參數(shù)化的流程，通過參數(shù)來體現(xiàn)其技術細節(jié)上的差異。

熵解碼：H.264和AVS都采用VLC作為熵編碼工具。在AVS中，采用K階指數(shù)哥倫布碼與2D-VLC相結合的方法，即將(run，level)通過自適應選擇碼表映射為一個語法元素，對這個語法元素采用指數(shù)哥倫布編碼。在H.264中，將run與level分開，把系數(shù)映射成5個語法元素進行編碼，使用多個碼表來實現(xiàn)內(nèi)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鍵參數(shù)之一。在H.264中包含4