随着无线网络和消费电子的发展,VLSI(大规模集成电路)技术的成熟以及硬件芯片处理能力的大幅提高,移动设备变得越来越普及,性能也逐渐增强。现在的手持设备,比如手机,Pocket PC(掌上电脑),PDA(个人数字助理)等,比5-10年之前有了革命性变化,体现在诸多方面:硬件方面,更大的屏幕以及彩屏的出现,处理器性能和存储容量的大幅提高等;与此同时,各种各样的软件应用开始在移动设备上涌现,从各种娱乐软件、游戏到各种金融应用、商务应用软件等,其中,视频编解码应用从传统的桌面计算机向移动设备上转移,也成为最近的一个热点。一个典型视频解码应用的例子就是移动设备上面的媒体播放器。当前,虽然移动设备的性能已经有了很大发展,但是和PC相比,仍然有明显劣势,比如较小的显示屏幕,有限的计算能力,有限的内存资源,使得传统的视频编解码应用不能够直接移植到移动平台。 关于这一领域的研究,前人已经做了很多工作,比如针对Pocket PC的H.263编解码器的实现,针对ARM芯片优化实现的MPEG-4编码器等。虽然这些研究都达到了不错的效果,但是总体看来,缺乏通用性,比如前者仅仅针对H.263标准最基本层(Baseline Profile),后者使用了针对ARM平台的汇编优化,不能在其它硬件平台上面使用等。 考虑到上面提出的问题和当前的研究情况,文章重点讨论在移动设备上视频编解码器(Video CODEC)的研究与实现,而且专注在软件实现上面。通过研究相关视频编解码标准和实现算法,比如MPEG-4,H.263,最新的H.264/AVC,AVS标准等,文章提出了一个面向移动设备的视频编解码器框架,并且进一步使用软件方法实现了该框架。使用此框架可以快速地得到基于混合DPCM/DCT编解码模型的任何一种编解码标准,同时还可以方便地替换框架中的模块,具有很好的通用性。除此之外,还采用了一系列优化方法,比如基于静止块提前退出技术和基于预测的运动估计和运动补偿算法、使用整型离散余弦变换(Integer DCT)算法取代传统的浮点型离散余弦变换(Float DCT)算法、零系数的提前判断方法、使用16位的颜色空间,优化ABS函数等,使得软件能够流畅的运行在嵌入式设备上面;之后,在真实Pocket PC上面的测试实验表明了提出的软件在嵌入式设备上面的可行性;针对QCIF(176×144)格式的视频序列,在图像质量可以接受的情况下,基本达到实时编码和播放。 文章讲述了传统编解码器模型和使用技术,嵌入式设备上视频编解码器的特点,重点阐述了使用的各种优化算法,提出的编解码器框架以及框架软件实现,并且给出详细的实验结果,包括模拟器测试和真机测试,证明了观点的有效性和可行性。