基于DSP的视频编解码器的实现及优化

论文摘要

随着信息时代的前进,数字图像处理技术和通信技术高度发展,多媒体通信已经初具规模,视频会议作为它的一个具体应用实例得到了广泛发展。但国内现有的视频会议系统在视频编解码方面多是采用了封装后的库函数,对其具体实现细节缺乏足够了解,因此这种编解码器在具体应用中难以根据需求的不同而灵活变化。目前,自行开发编解码器已经成为视频会议系统应用的重点研究课题。 本文深入研究了国际标准化组织提出的H.263视频压缩标准的各个技术细节和TMS320DM642 DSP的软硬件特性,提出了基于DSP的H.263视频编解码器的实现方案,并针对视频应用系统的特点给出了性能测试方案;在TMS320DM642DSP上具体实现了H.263图像的编解码和网络传输功能;为了满足实时性要求,对编解码任务中的关键算法和数据存储进行了优化。通过对系统测试验证,编解码速率可以达到30帧/秒,满足实时性要求。 本系统采用了多线程设计方法,编解码器被分为输入任务,编码任务,网络发送任务,网络接收任务,解码任务,输出任务,网络初始化任务和控制任务。这八个任务在系统中并行执行,通过使用DSP/BIOS调度器来给各个任务分配CPU时间,每个任务都会被赋予一个优先级,用以确定任务在准备运行时调度的快慢。任务之间相对独立,易于性能维护和扩展。 本文所实现的编解码器已经在实际的视频会议系统中成功应用,具有较好的效果,满足ITU-T和我国信息产业部提出的视频会议设备的技术要求。由于其主要依照国内外行业标准,具有集成性、交互性、同步性、互通性等特点,因此具有巨大的市场潜力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 意义
• 1.2 本论文的任务与结构
• 第二章 H.263视频编解码标准和 TMS320DM642 DSP
• 2.1 H.263视频编解码标准
• 2.1.1 主要技术指标
• 2.1.2 H.263的编解码方法
• 2.1.3 H.263的语法结构
• 2.1.4 编码控制与强制性更新
• 2.1.5 H.263的四种可选模式
• 2.1.6 新一代视频压缩编码标准H.264
• 2.2 TMS320DM642芯片
• 2.2.1 TMS320DM642概述
• 2.2.2 TMS320DM642的硬件体系结构
• 2.2.3 基于TMS320DM642的软件开发
• 2.3 小结
• 第三章 DSP开发系统设计
• 3.1 DSP开发系统的结构
• 3.2 DSP开发系统的硬件部分
• 3.2.1 DSP开发机
• 3.2.2 DSP目标机
• 3.3 DSP开发系统的软件部分
• 3.3.1 DSP的开发工具CCS2简介
• 3.3.2 CCS2的代码生成工具
• 3.3.3 DSP/BIOS
• 3.3.4 实时数据交换
• 3.3.5 软件仿真器
• 3.4 小结
• 第四章 H.263视频编解码器的实现与优化
• 4.1 软件环境
• 4.2 架构框图/数据流图
• 4.2.1 数据流
• 4.2.2 系统框架
• 4.2.3 相关知识介绍
• 4.3 编解码任务的具体实现及优化
• 4.3.1 编码任务
• 4.3.2 解码任务
• 4.3.3 数据的存储优化策略
• 4.4 小结
• 第五章 系统测试和性能分析
• 5.1 调试器
• 5.1.1 传统调试器的不足
• 5.1.2 DSP/BIOS插件
• 5.1.3 软件仪表
• 5.2 性能指标与测量方法
• 5.2.1 性能指标
• 5.2.2 测量方法
• 5.3 测量结果和性能分析
• 5.3.1 统计数据（STS）
• 5.3.2 消息日志（LOG）
• 5.3.3 H.263编解码算法实现函数的测量
• 5.4 小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 研究生在读期间的研究成果
• 西北工业大学学位论文知识产权声明书
• 西北工业大学学位论文原创性声明