基于H.264编解码DSP的实现

论文摘要

随着多媒体通信的发展,作为新一代的多媒体应用视频编码标准-H.264/AVC采用了许多不同于以往标准的先进技术,在编码效率和性能大幅提高的同时,增强了错误恢复及网络自适应等功能,在广播电视、视频存储与回放、视频会议等领域具有广泛的应用前景。但H.264编码性能的提高是以其计算复杂度的明显增加为代价的。TMS320DM642是美国德州仪器公司开发的第二代高性能超长指令字结构的定点DSP处理器,在600MHz最高的时钟频率下,DM642的峰值处理速度达到4800MIPS（每秒百万条指令）。如何把DSP强大的数据处理能力和先进高效的图像压缩技术相结合,开发出兼容多种标准的通用视频编解码系统,具有很大的应用价值。编码器源程序采用三大开源代码之一的x264的编码部分。与官方提供的JM系列测试源码相比,x264编码器摒弃了一些对编码性能贡献微小但计算复杂度极高的新特性,更易于移植和优化。本论文深入研究了数字视频处理的理论及H.264视频压缩协议,对TMS320DM642的工作原理、编程结构、软件框架及开发方法进行了深入的探索。在此基础上,以开源H.264算法为核心,研究H.264编解码算法在PC机及编码算法在DSP芯片上的实现。论文首先简要地介绍了H.264概况,接着阐述了H.264编解码原理,再深入地研究了开源算法T264在PC机和DSP芯片的实现,最后开发了基于PC和DSP的T264编解码的UDP协议网络摄像机实例。目前,我们的H.264编码器每秒钟能够完成28～38帧QCIF格式图像的编码。解码后的视频图像具有较高的主观质量和客观质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 图像压缩的实现方法
• 1.3 本文的工作
• 1.4 本文的内容及章节安排
• 第二章 视频编解码技术
• 2.1 数字视频压缩技术概述
• 2.2 各类视频编码标准内容概述
• 2.2.1 H.261
• 2.2.2 H.263
• 2.2.3 MPEG-1
• 2.2.4 MPEG-2
• 2.2.5 MPEG-4
• 2.2.6 H.264/AVC
• 2.3 H.264/AVC结构
• 2.3.1 H.264编解码器
• 2.3.2 H.264的类（Profile）
• 2.3.3 网络抽象层
• 2.3.4 帧间预测
• 2.3.5 帧内预测
• 2.2.6 消除块效应滤波系统
• 2.3.7 变换编码
• 2.4 H.264标准的应用领域及发展前景
• 第三章 TMS320DM642 DSP系统开发平台
• 3.1 DM642的硬件结构
• 3.2 开发平台
• 3.2.1 视频解码器TVP51501261
• 3.3.2 视频编码器SAA7121H
• 第四章 H.264开源算法性能比较
• 4.1 H.264开源算法
• 4.2 H.264编解码器性能比较
• 4.3 T264关键数据结构解析
• 4.3.1 T264结构解析
• 4.3.2 T264参数
• 4.3.3 T264其他一些结构解析
• 第五章 T264编解码的PC机实现
• 5.1 视频图像采集
• 5.2 VFW开发步骤
• 5.3 T264编码与网络打包
• 5.4 PC端解码
• 5.5 PC端编解码步骤与实现效果
• 第六章 T264编码的DSP实现
• 6.1 软件开发环境介绍
• 6.2 TI DSP/BIOS DDK介绍
• 6.3 TI TCP/IP NDK介绍
• 6.4 DSP编码实现
• 6.5 代码优化
• 结论和展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢