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H.264标准是由国际电信标准化部门ITU-T和制定MPEG的国际标准化组织ISO/国际电工协会IEC共同制订的一种视频编码国际标准格式。H.264标准产生的初衷就是制定一个新的视频编码标准,以实现视频的高压缩比和良好的网络适应性。
本文对H.264的码流结构做了详细的介绍,分析了指数哥伦布码、基于上下文的自适应变长码的编码和解码方法,设计了一种适用于H.264标准的熵解码器。此解码器由解NAL包、指数哥伦布解码器和CAVLC解码器几部分组成,各模块之间用FIFO来做数据的缓冲。解NAL包模块主要由一个96位的移位寄存器来实现。指数哥伦布解码器采用了首“1”探测器的电路,通过简单计算来得到解码数据。由于传统的CAVLC解码器使用了多个码表,码字的长度也不固定,使解码算法的复杂度很高。因此,我们设计了一种基于码流中第一个1的位置,即1前面连续 O 的个数 M 的方法,来重建码表,快速判断码长和确定码字,以提高解码速度。
此解码器由Verilog HDL硬件描述语言进行设计实现,并对各模块进行了功能仿真,用以检测设计的正确性。最后做了FPGA综合,在FPGA上能够满足实时解码标准清晰度视频的要求。