達(dá)芬奇平臺(tái)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)AVS(D1)系統(tǒng)——幀間編碼算法.pdf

1、AVS是我國第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)和性能上達(dá)到國際先進(jìn)水平，是高清晰度數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)電視、視頻通信等重大音視頻應(yīng)用共同采用的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。制約AVS 標(biāo)準(zhǔn)推廣的瓶頸是編碼算法的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)尚未獲得實(shí)質(zhì)上的突破。達(dá)芬奇(TMS320DM6446)平臺(tái)是TI公司為了滿足下一代嵌入式網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備的應(yīng)用而開發(fā)的高性能數(shù)字信號(hào)處理器。該芯片為DSP+ARM雙核架構(gòu)，還有一個(gè)視頻圖像協(xié)處理器(VICP)可以與DSP

2、進(jìn)行并行處理，同時(shí)還集成了功能豐富的視頻前端和后端系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)AVS編碼算法的理想平臺(tái)。本文針對AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)開展研究，利用TMS320DM6446硬件平臺(tái)針對幀間編碼算法設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)D1(720×576)分辨率的解決方案，完成了以下工作：
　　 ①提高cache命中率。首先調(diào)整編碼數(shù)據(jù)減少每次處理的數(shù)據(jù)量：通過skip模式改進(jìn)將亮度塊與色度塊的編碼分離開來；通過搜索范圍的限制使得當(dāng)前塊的參考范圍減少至該宏塊周圍的2

3、4×24個(gè)像素，從而節(jié)省了整個(gè)參考幀的數(shù)據(jù)量；改進(jìn)半像素插值算法，插值不再針對滿幀數(shù)據(jù)進(jìn)行而是在幀間預(yù)測需要時(shí)對當(dāng)前塊進(jìn)行半像素插值，節(jié)省了數(shù)據(jù)空間；將程序中大的結(jié)構(gòu)體拆分；編碼過程是按宏塊進(jìn)行編碼時(shí)只需把與當(dāng)前宏塊相關(guān)的數(shù)據(jù)、重要信息放在內(nèi)部存儲(chǔ)器中來提高數(shù)據(jù)cache的命中率。其次改動(dòng)程序流程：把I 幀與P 幀分開編碼；把亮度與色度分開編碼；把熵編碼放在每一幀的最后進(jìn)行；這樣使程序盡量保持線性執(zhí)行順序，形成一條處理鏈來，提高程序ca

4、che的命中率。
　　 ②多處理器并行。利用VICP處理SAD計(jì)算，消耗時(shí)間為DSP的0.05[％]，本文采用VICP處理幀間預(yù)測中復(fù)雜、耗時(shí)的搜索部分，同時(shí)與DSP并行進(jìn)行操作節(jié)省了大量的時(shí)間。
　　 ③全零塊判別。該方法是一種高效的編碼算法，省去了變換、量化、反量化、反變換一系列的編碼操作。本文獨(dú)立推導(dǎo)獲得全零塊閾值，并運(yùn)用到整個(gè)算法中。通過全零塊判別幀率可以提高20[％]，運(yùn)動(dòng)緩慢的圖像甚至可以達(dá)到50[％]以上。