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相较于H.263和MPEG-4等编码标准,H.264和HEVC无论是视频压缩效率还是高清视频显示都远远地超过了前者,因此本文选择H.264和HEVC这两种高性能视频编码器进行研究。由于视频编码器的复杂度越来越高,传统的设计平台无论是高性能单核处理器,还是同构多核处理器都存在一定的不足之处。异构多核处理器既能提供通用处理能力,又能够提供专用硬件加速器的并行处理能力。因此,本文提出了基于异构多核的高性能视频编码器实现方案,基于Zynq处理器构建了异构多核处理器系统,移植嵌入式Linux系统到ARM上,最终完成x264编码器的优化实现。本文首先针对不同场景及通信速率需求,设计并实现了三种通信方法,它们都是基于AXI接口和共享内存的异构多核核间通信方法：提供低速通信的基于AXI_GP接口的通信方法,提供高速通信的基于AXI_HP接口的通信方法,提供低延迟通信的基于AXI_ACP接口的通信方法,此外还完成了三种通信方法在嵌入式Linux下的驱动开发。然后对高性能视频编码器的关键技术和Zynq-7000处理器进行研究,在异构多核系统上进行软硬件协同设计,使ARM处理器核作为主核串行地执行x264编码算法,MicroBlaze软核处理器作为协处理器辅助执行一些函数,利用HLS工具生成的自定义IP核作为硬件加速器执行运算密集的函数。实验结果表明,对于标清视频序列,编码后在代表图像质量的参数PSNR(Y)平均下降情况0.0024dB的情况下,编码速度平均提高2.39倍。最后介绍了HEVC的编码流程,对PC平台的HM编码器的帧内预测和帧间预测进行函数调用分析及耗时情况测试,确定帧间预测为优化重点,提出了一种帧间预测的运动估计优化算法。实验结果表明,对于高清视频序列,编码后在码流比特率平均上升0.25%的情况下,编码耗时最多下降3.9%。