基于数字电视SoC芯片视频解码的软件设计与应用

摘要

随着数字电视功能的丰富，软件功能的整机应用需求趋于复杂化，需要高级的操作系统来支持这些高级软件的应用。因此，数字电视SoC的配套软件开发也成为整机产品开发中的关键部分。主流的数字电视SoC芯片功能主要包括模拟电视解调和解码功能、数字电视解调和解码功能、多格式音视频解码功能、高画质视频后处理等，尤其是高清视频的解码是数字电视的核心技术。由于高清视频的编码的复杂性，传统的CPU进行解码会消耗极大的运算能力。硬件解码是将解码任务交给了专门的解码电路，因此能够大大降低CPU占用率。
　　论文首先介绍了高清数字电视SoC芯片HS3XXX的软件系统，在此基础上介绍了视频解码单元的驱动框架。其次，基于VPU的硬件电路和HS3XXX软件系统平台，将VPU提供的API做进一步封装，使其与HS3XXX平台的软件架构的上下层适配，完成了在HS3XXX平台上软件代码的移植。以MPEG-2为例重点研究了主机应用程序在解码过程中与VPU的交互机制，根据此交互机制完成了解码过程中的比特流输入、序列初始化、解码显示输出等环节的设计与实现，再调试其他视频编码格式ES流。最后，搭建交叉编译环境和测试平台，对解码模块进行调试与功能验证，结果表明本设计能够支持多编码格式视频解码，实现实时播放。本课题增加了电视整机对多媒体的支持，对于基于linux系统进行多媒体功能开发也具有重要参考价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究现状

1．3 课题研究内容及意义

2 图像及数字视频相关理论

2．1 视频的基本概念

2．2 数据压缩的编码与解码技术

2．3 静止图像压缩标准JPEG

2．4 视频压缩标准MPEG系列

2．4．1 MPEG-1压缩标准

2．4．2 MPEG-2压缩标准

2．4．3 MPEG-4压缩标准

2．5 H．26X系列

2．5．1 H．261

2．5．2 H．263

2．5．3 H．264

3 高清数字电视SoC芯片软件系统架构及解码驱动框架

3．1 高清数字电视SoC芯片软件系统

3．2 解码驱动框架

3．3 基于Gstreamer多媒体框架中视频文件的处理流程

3．4 VPU简介

3．4．1 VPU模块结构

3．4．2 VPU与主机CPU的通信

3．4．3 VPU解码流程

4 视频解码模块设计与实现

4．1 模块软件层次架构

4．2 MPEG-2格式ES流的解码实现

4．2．1 本地视频比特流的输入

4．2．2 比特流处理模式

4．2．3 序列初始化

4．2．4 获取解码结果

4．2．5 多格式解码设计

4．3 多线程控制

4．4 解码显示的实现

4．4．1 帧数据的输出

4．4．2 关闭解码实例

4．5 VPU主要函数接口

5 测试与验证

5．1 本论文工作平台的搭建

5．2 调试步骤与结果

6 总结与展望

参考文献

附录

致谢

个人简历

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