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H.264/AVC是国际电信联盟的视频编码专家组和运动图像专家组联合提出的最新视频压缩标准。与目前已有的视频压缩标准相比,H.264/AVC标准中提出了许多创新性的技术,比如:可变块的运动补偿、多参考帧预测,环内去块滤波以及基于上下文自适应二进制算术编码(CABAC)。在相同画质下,H.264/AVC与MPEG-4相比可节省约50%的码率。在这些创新性技术中,CABAC是一个重要的革新。它比传统的熵编码具有更高的压缩效率。CABAC将自适应技术、上下文模型化和二进制算术编码有效的结合在了一起,相对于CAVLC可节省9%~14%的码率,但是算法非常复杂。尽管CABAC编码器采用基于查表的乘法与概率估计,为CABAC在硬件实现方面作出了一定的简化、并能加快编码速度,但其算法仍较为复杂,这为实现高清CABAC编码器带来了挑战。本文首先在分析了国内外相关研究的基础上,通过对CABAC编码器的分析并针对CABAC编码器的主要特点,分别对CABAC编码器中二进制化、上下文模型选择、概率模型初始化与存储以及算术编码等部分分别进行了结构设计,采用Verilog HDL分别对各个部分进行建模与仿真,之后采用从JM86中提取的测试数据,对模型整体进行仿真和验证。之后采用SMIC 0.18um CMOS工艺对设计进行逻辑综合并得到门级网表,该设计工作频率可到200MHz,最后给出CABAC编码器在码流输出部分的优化设计并进行性能分析,该CABAC编码器可以满足720P(@30Hz)的实时编码需求。