"深入研究MPEG-4标准及其建议的视频解码模型,设计并实现了一个基于硬件的MPEG-4视频解码系统,利用FPGA和ARM CPU构建,能够实现实时解码352x288分辨率、25帧/秒的MPEG-4 SP级视频流。"
MPEG-4是一种国际标准化的数字视频压缩编码技术,由Moving Picture Experts Group(动态图像专家组)制定。这个标准旨在提供高效的数据压缩,以适应多媒体信息的快速增长需求,尤其是高质量的数字视频内容。随着超大规模集成电路(VLSI)和可编程逻辑器件(如FPGA)的进步,实现实时视频编解码成为了可能。
该硕士学位论文详细探讨了MPEG-4标准的各个方面,包括其编码算法、解码模型以及相关的系统架构。MPEG-4标准包含了多种创新的编码技术,如运动估计、熵编码、形状编码和高级合成技术,这些技术允许更灵活的内容表示和交互性,比如对对象的独立编码和处理。
在深入理解MPEG-4标准的基础上,论文作者程培星提出了一种硬件实现的视频解码系统架构。这个系统的核心是现场可编程门阵列(FPGA),它被用来实现视频解压算法,确保了高效的计算性能。同时,系统中还结合了ARM微处理器,用于处理解码过程中的控制任务和其他非计算密集型工作,形成了一个完整的硬件-软件协同解码方案。
该解码系统设计的目标是解码分辨率为352x288、25帧/秒的MPEG-4 Simple Profile(SP级)视频流。Simple Profile是MPEG-4标准的一个子集,适用于低带宽和低复杂度的应用场景。通过FPGA的并行处理能力,系统能够实时处理这些视频流,达到满意的解码速度。经过各种标准测试序列的验证,解码后的视频图像质量良好,满足了主观视觉体验的要求。
此外,系统还采用了Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA)总线协议,这是一种广泛使用的片上系统(SoC)互连规范,用于连接和管理系统中的不同组件,如CPU、内存和外设,确保了高效的数据传输和系统协调。
关键词:MPEG-4、解码器、同步动态存储器(SDRAM)、AMBA,突显了该研究的重点在于MPEG-4标准的解码实现,以及使用的关键硬件技术和通信协议。
这篇论文详细介绍了MPEG-4视频解码的硬件实现技术,对于理解和优化嵌入式系统的视频处理能力具有重要的理论和实践价值。通过FPGA和ARM的协同工作,不仅实现了高效的解码,还为其他类似系统的设计提供了有价值的参考。