基于H.264／AVC和AVS的视频解码芯片系统结构设计

一般来说，视频信号处理算法都需要高计算能力和高吞吐量，为了满足高清晰度视频所需的运算要求，视频解码广泛采用硬件实现或硬件加速引擎。同时，多个视频编解码标准的共存，给视频解码器的设计带来了挑战。例如H.264/AVC(以下简称H.264)是最新的视频编码标准，AVS是中国最新的音视频编解码标准。在多标准视频解码器芯片的设计中，需要在分析各个标准的宏观算法和局部异同点的基础上，以灵活的、可重构的方式设计模块结构，实现硬件可重用。

2 H.264和AVS的算法分析

现有的视频编解码标准(如H.264，AVS)都是基于混合视频编码框架，主要包含以下5个模块：熵解码、变换/量化、帧内预测、帧间预测和环路滤波，如图1所示。

可将各个模块表述为一个参数化的流程，通过参数来体现其技术细节上的差异。

熵解码：H.264和AVS都采用VLC作为熵编码工具。在AVS中，采用K阶指数哥伦布码与2D-VLC相结合的方法，即将(run，level)通过自适应选择码表映射为一个语法元素，对这个语法元素采用指数哥伦布编码。在H.264中，将run与level分开，把系数映射成5个语法元素进行编码，使用多个码表来实现内容的自适应。因此，H.264和AVS熵解码的控制和码表都不同。为了支持H.264和AVS两个标准，需要单独设计控制表和码表。

变换：变换矩阵是决定变换操作的最关键参数之一。在H.264中包含4