達芬奇平臺實時實現AVS(D1)系統(tǒng)——幀內編碼算法.pdf

1、AVS標準是我國具備自主知識產權的第二代信源編碼標準。先進、自主、開放三大特點使它具有明顯的競爭力。由于AVS標準提出時間較短，尚無在DSP實時實現的商業(yè)化實例，高分辨率視頻編碼實例更是業(yè)界努力攻克的目標。本文在TI公司推出的數字媒體處理器TMS320DM6446上開展實時實現AVS(D1)編碼系統(tǒng)，對基于硬件平臺發(fā)展AVS嵌入式應用具有重大意義，將會促進我國數字音視頻產業(yè)快速發(fā)展。在嵌入式軟件開發(fā)中，充分利用硬件平臺的資源優(yōu)化算法以達

2、到實時編解碼的目的。本文在TMS320DM6446平臺上設計AVS(D1)實時編碼系統(tǒng)—幀內編碼部分，實現了D1分辨率(720×576)視頻的幀內預測編碼，并在此基礎上采用各種方法進行優(yōu)化。AVS標準利用可去除空間冗余的幀內預測技術進行I幀預測。
　　 本文在大量閱讀了解相關文獻基礎上，結合TMS320DM6446硬件平臺特點實現了AVS幀內預測編碼。在不降低編碼質量的同時進行了算法級別優(yōu)化、程序指令優(yōu)化、數據傳輸存儲優(yōu)化及匯編

3、優(yōu)化。硬件仿真結果表明，編碼效率比優(yōu)化前提高了8.83倍。實現幀內編碼優(yōu)化的主要方法包括以下幾點：
　　 首先優(yōu)化了I幀編碼流程。原來的編碼過程是按順序寫碼流進行組織的，雖然有利于碼率控制和打包輸出，但在整個編碼過程中不斷有代碼的重復加載，大大影響了程序Cache的命中率。優(yōu)化后I幀編碼將亮度信息和色度信息分開處理，每個代碼段尺寸控制在32K字節(jié)內并存放在L2中，使程序Cache訪問由片外改為片內訪問，從而提高命中率。
　

4、　 其次是算法級別優(yōu)化。由于I幀是P幀編碼的參考幀，其編碼質量至關重要。本文采用亮度和色度單獨預測的I幀編碼方式，為了保證圖像質量，不采用閾值優(yōu)化等損失編碼質量的快速預測技術。在量化后加了全零塊的判定，降低了計算量。
　　 第三是優(yōu)化數據傳輸。利用DMA的后臺運行能力，在原始像素數據輸入，重構圖像數據輸出，參考圖像塊加載以及邊界擴展和中間數據拷貝等環(huán)節(jié)采用了QDMA進行數據搬移，實現了DMA與DSP的并行。
　　 最后