基于DM6446的AVS视频编码器的研究与实现

基于DM6446的AVS视频编码器的研究与实现

论文摘要

AVS(Audio video coding standard)即数字音视频编解码标准是中国自主制订的音视频系统标准。AVS视频标准采用与H.264标准类似的技术框架,在性能上与H.264持平,在技术上更简洁。AVS系统标准采用了扩展MPEG-2 System的方案,有利于兼容已有的MPEG-2传输系统。AVS标准第2部分视频属于第二代视频编码技术,相比于第一代标准MPEG-2,编码效率提高2~3倍。AVS视频标准已经为实际应用做好了充分的技术准备。TMS320DM6446数字媒体处理器是德州仪器新一代高性能的定点DSP处理器,由594MHz的C64x+核和297MHz的ARM9核组成。其中C64x+核拥有高达4752MIPS的处理能力,内部还具有一个工作在225MHz的VICP视频协处理器,是TI为数字高清视频应用而开发的一款芯片。本论文主要介绍在基于TI TMS320DM6446数字媒体处理器的硬件平台上实现AVS视频编码器。TMS320DM6446是一个双核处理器,其中的C64x+核用于完成音视频数据处理操作,而ARM核则完成外设控制和人机交互操作。本论文的内容包括:对AVS视频标准算法框架的分析,TMS320DM6446硬件结构的简单介绍,AVS视频编码器在DM6446平台上的移植和优化。移植的主要工作有:规范数据类型,正确设置编译器选项,修改程序中不符合标准C规则的地方,修改输入输出方式,删除不适合在DSP上运行的代码。优化的主要工作有:数据输入输出优化,应用EDMA优化数据搬移,应用CACHE缓存机制,合理规划SRAM空间,应用高级编译器优化选项,使用VICP优化运动估计。最后实现的结果是基于DM6446的AVS编码器可以达到10~12帧每秒(图像格式为D1,参考序列为foreman.yuv),码率为300~400KB每秒。相比于选项全开的原参考代码,码率大概升高了20%,SNR下降了0.8db左右,这是用效率换速度性能带来的一些损失。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 视频编码标准的背景
  • 1.2 MPEG系列标准
  • 1.3 H.26x系列标准
  • 1.4 AVS面临的机遇
  • 1.5 本论文的任务与结构
  • 第二章 AVS视频压缩标准介绍
  • 2.1 视频压缩技术简述
  • 2.2 AVS视频编解码标准的特点
  • 2.2.1 帧内预测
  • 2.2.2 变换量化
  • 2.2.3 1/4像素插值
  • 2.2.4 多参考帧预测
  • 2.2.5 熵编码
  • 2.2.6 去块效应环路滤波
  • 2.2.7 AVS的数据结构
  • 2.2.8 AVS的编码流程
  • 第三章 TMS320DM6446芯片介绍
  • 3.1 DSP的发展
  • 3.2 TI新一代平台-达芬奇平台(DM6446)
  • 3.3 DM6446中ARM核的主要功能
  • 3.4 DM6446DSP核的组成部分
  • 3.5 通用寄存器
  • 3.6 支持非对齐的访问结构
  • 3.7 指令集
  • 3.8 片内存储器
  • 3.9 DM6446的外设
  • 3.10 VICP介绍
  • 3.11 DM6446EVM介绍
  • 第四章 AVS编码器的实现
  • 4.1 DSP开发工具CCS简介
  • 4.2 RM52i编码器程序分析
  • 4.3 AVS编码器的移植
  • 4.4 AVS编码器的优化
  • 4.5 应用VICP硬件加速模块
  • 4.6 小结
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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