基于TMS320DM642的AVS视频解码器的实现与优化

论文摘要

AVS是我国自主研发的音视频标准,其视频标准已于2006年3月成为国家标准。与当前流行的国际标准相比,它有性能高,计算复杂度低,专利费用低等优点。但目前AVS的编解码芯片与软件还不成熟,制约着AVS产业化推广。因此,本文通过研究AVS视频解码的关键算法,提出了基于TI的TMS320DM642的解码器实现方案,经过优化,对D1分辨率的序列平均解码35frame/s以上,在视频监控、视频会议等场合达到实时播放要求。本文首先总结了视频编解码的主要方法,并介绍了国际国内视频压缩标准研究的历史与现状。对AVS视频标准的编解码框架与层次结构进行了介绍,并对AVS的关键模块算法进行了分析和探讨,将AVS标准与MPEG-2、H.264/AVC做了比较。其次,重点研究了影响视频解码质量的环路滤波模块。总结了视频编码中块效应产生的原因,常见的滤波方法,分析了AVS标准自适应环路滤波的原理,提出了以块边界为单位的环路滤波方法,并以此为基础进一步提出了适合AVS解码器使用的基于AVS时间自适应环路滤波算法。再次,实现了将解码软件向DSP平台的移植与优化。介绍了AVS视频解码器开发的软硬件平台,设计了AVS解码器的工作机制,成功的将PC平台的软件代码移植到DSP平台,从项目级、算法级、指令级的角度总结了AVS解码器的优化方法,并给出了AVS解码器的性能测试数据。最后,对全文进行了总结,指出了下一步研究和改善的方向,并展望了AVS的良好应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 0.1 课题研究的背景
• 0.2 课题研究的意义
• 0.3 本文的主要工作
• 1 视频压缩技术与标准
• 1.1 常用的视频压缩技术
• 1.1.1 熵编码
• 1.1.2 预测编码
• 1.1.3 变换编码
• 1.2 视频压缩标准的历史、发展与特点
• 1.2.1 H.26X系列
• 1.2.2 MPEG系列
• 1.2.3 AVS标准
• 1.3 本章小结
• 2 AVS视频标准技术特点研究
• 2.1 AVS视频标准概述
• 2.1.1 AVS视频标准的系统结构
• 2.1.2 AVS视频标准的码流结构
• 2.1.3 AVS视频标准的档次和级别
• 2.2 AVS视频标准的关键算法分析
• 2.2.1 帧内预测
• 2.2.2 帧间预测
• 2.2.3 亚像素插值
• 2.2.4 整数变换与量化
• 2.2.5 熵编码
• 2.2.6 环路滤波
• 2.3 AVS与其他视频标准比较
• 2.4 本章小结
• 3 视频编码中去块滤波技术的研究
• 3.1 块效应产生的原因
• 3.1.1 量化
• 3.1.2 运动补偿
• 3.1.3 DCT变换
• 3.2 去块滤波技术的原理与方法
• 3.2.1 后处理滤波的原理与方法
• 3.2.2 环路滤波的原理与方法
• 3.3 AVS的环路滤波方法
• 3.3.1 AVS环路滤波分析
• 3.3.2 AVS环路滤波的过程
• 3.4 以块边界为单位的环路滤波方法及其应用
• 3.4.1 以块边界为单位的环路滤波方法
• 3.4.2 两种方法的效果比较
• 3.4.3 块边界环路滤波在AVS解码器中的应用
• 3.5 本章小结
• 4 AVS视频解码器的实现与优化
• 4.1 AVS视频解码器的硬件平台
• 4.1.1 SEED-VPM642开发平台
• 4.1.2 TMS320DM642芯片特点
• 4.2 AVS视频解码器的软件平台
• 4.2.1 集成开发环境CCS
• 4.2.2 实时操作系统DSP/BIOS
• 4.2.3 芯片级支持库CSL
• 4.2.4 eXpressDSP算法标准
• 4.3 AVS视频解码器的实现
• 4.3.1 AVS视频解码器的工作机制
• 4.3.2 AVS视频解码器的流程
• 4.3.3 AVS码流的接收
• 4.3.4 AVS图像与条带解码
• 4.3.5 AVS宏块解码
• 4.3.6 图像显示顺序与参考帧管理
• 4.4 AVS视频解码器的DSP移植与优化
• 4.4.1 AVS视频解码器的移植和优化流程
• 4.4.2 项目级优化
• 4.4.3 算法级优化
• 4.4.4 指令级优化
• 4.4.5 AVS视频解码器优化前后的比较
• 4.5 AVS视频解码器的性能测试
• 4.5.1 视频解码器的测试平台
• 4.5.2 选用的测试序列
• 4.5.3 视频解码器的系统测试结果
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 致谢