H.264解碼器的幀內預測優化

張亞運,孟李林,景博利

(西安郵電大學 電子工程學院,陜西 西安　710061)

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H.264解碼器的幀內預測優化

張亞運,孟李林,景博利

(西安郵電大學 電子工程學院,陜西 西安710061)

摘要通過對H.264幀內預測加以優化,以提高其速度。采用4×4塊級流水線方式代替串行處理方式,以及自適應的流水線協調不同種類塊、不同預測模式下的幀內預測,用四路并行的多功能處理單元在1個周期內計算出1列4個像素點的預測值;以“種子”法取代平面預測模式的直接計算方式。基于FPGA開發平臺設計出優化后的預測電路,驗證結果表明,優化電路處理一個宏塊平均只需196個時鐘周期。

關鍵詞H.264;流水線;幀內預測;多功能處理單元

H.264視頻壓縮編碼標準具有較高的壓縮效率[1],但計算復雜度相比于上一代視頻壓縮編碼標準H.263增加了10倍以上,編解碼時間也成倍增加。另外,H.264視頻壓縮編碼標準所處理的視頻圖像局限在1 920×1 080分辨率之內,要支持更高分辨率的視頻圖像,就必須提高解碼器的解碼效率。對H.264幀內預測算法進行優化,就是解決此問題的途徑之一。

H.264幀內預測算法[2]利用空間的相關性,根據當前宏塊的相鄰已解碼參考像素及幀內預測模式,對當前宏塊的待預測像素點進行幀內預測計算。

為提升解碼效率,可考慮以加法器、數據選擇器、寄存器為基礎,通過控制接口來重復使用H.264幀內預測硬件結構[3]。也可采用基于4×4子塊的并行方法,找出符合并行計算的新預測順序,以避免數據依賴問題,提高系統運算速度[4],或可采用流水線的辦法對硬件結構進行優化,以提高數據吞吐量[5]。……