來源：電子技術應用  作者：清華大學電子工程系 安維嶸 張旭東

摘要：介紹了最新視頻壓縮標準H.264，并實現了適合TI C6416 DSP內核的H.264視頻解碼器算法，在NVDK C6416板卡上進行測試，達到了實時的解碼效果。該優化算法，結合DSP處理平臺和網絡技術，構成新的多媒體通信終端設備，具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：H.264 視頻壓縮 數字信號算是器（DSP） NVDK

多媒體通信終端設備具有廣泛的應用前景，可以應用于視頻會議、可視電話、PDA、數字電視等各個領域，所以高效、實用的多媒體終端設備一直是通信領域研究的主要方向之一。

多媒體通信終端的實現主要有兩點：一方面需要快速、穩定的處理器作為媒體信號處理的平臺，另一方面需要適合多媒體通信的協議標準和軟件算法，尤其是對音視頻信號的壓縮處理算法。兩者的結合才能產生高效的多媒全通信設備。目前隨著數字信號處理器（DSP）的高速發展，為實現高效的音視頻信號處理提供了可能性；另一方面，最新的低碼率視頻壓縮標準H.264的出臺，提供了適合通信的視頻標準和算法指導。因此，將兩者結合，把H.264算法在DSP上實現，對于多媒體通信的研究具有一定的意義和價值。

本文介紹了H.264解碼器算法的DSP實現。在設計中，采用了ATEME公司的網絡視頻開發平臺（NVDKC6416）作為DSP處理平臺，實現了H.264的優化解碼算法。對于QCIF視頻序列，解碼速度達50～60幀/秒。

1 網絡視頻開發平臺NVDK簡介

NVDK是TI的第三方ATEME公司推出的基于TIC6400系列DSP評估開發套件，是一套適用于圖像、視頻信號處理的高速DSP開發平臺。該套件為諸如視頻基礎設施及網絡化視頻設備等高級視頻應用制造商提供了方便，提高了數字視頻應用項目的開發速度。

    1.1 NVDK C6416體系結構

NVDK C6416由TMS320C6416 DSP內核、10/100Mbps的以太網子卡、音頻/視頻接口盒、PCI總線、存儲器單元、擴展接口及獨立電源等構成。其功能結構框圖如圖1所示。

1.2 NVDK C6416的主要特點

NVDK作為網絡及視頻開發套件，把很多音視頻接口及網絡接口直接做在板卡上，給采用TI C6000系列DSP芯片作為處理單元的開發用戶提供了便利的前端平臺。它為項目演示、算法實現、原理制作、數據仿真、FPGA開發和軟件優化提供了完整的DSP開發平臺。其主要特點如下：

·C6416 DSP內核：600MHz時鐘頻率及8指令并行結構，最高可以達到4800MIPS的處理能力。

·視頻特點：在輸入端，NVDK能夠捕獲PAL制或NTSC制的模擬視頻信號，可以采用復合視頻（CVBS）或者S-video視頻信號輸入，輸入模擬視頻信號被數字化為YUV422數字視頻格式。在輸出端，NVDK在支持復合視頻（CVBS）以及S-Video輸出的同時，還提供了SVGA輸出模式，視頻采集提供FULL、CIF和QCIF三種圖像格式，視頻輸出提供FULL和CIF兩種圖像格式。

·音頻特點：提供兩路雙聲道音頻輸出，CD音質的輸入輸出立體聲接口，另外還提供一路單聲道的麥克風輸入。

·主接口：提供了PCI接口，允許與PC機相連。該板既可以以PCI模式運行，也可以單獨脫機工作。

·網絡接口：以太網接口為視頻碼流的網絡傳輸帶來了方便。

·外部擴展存儲器：256M 64位寬擴展內存SDRAM和8M 32位寬擴展內存SDRAMB及4MB FLASH ROM提供了跤的內存空間和靈活的內存分配方案。

2 H.264視頻壓縮標準

H.264是由ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC移動圖像專家組（MPEG）共同提出的最新國際視頻編碼標準。它在H.264、H.263視頻壓縮標準的基礎上，進行了進一步的改進和擴展。其目的是為了進一步降低編碼率，提高壓縮效率，同時提供一個友好的網絡接口，使得視頻碼流更適合在網絡上傳送。由于該標準可以提供更低的碼率，所以更適合應用于多媒體通信領域。

    H．264主要有以下新特點：

·網絡適配層NAL（Network