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

1、AVS標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。先進(jìn)、自主、開(kāi)放三大特點(diǎn)使它具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。由于AVS標(biāo)準(zhǔn)提出時(shí)間較短，尚無(wú)在DSP實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的商業(yè)化實(shí)例，高分辨率視頻編碼實(shí)例更是業(yè)界努力攻克的目標(biāo)。本文在TI公司推出的數(shù)字媒體處理器TMS320DM6446上開(kāi)展實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)AVS(D1)編碼系統(tǒng)，對(duì)基于硬件平臺(tái)發(fā)展AVS嵌入式應(yīng)用具有重大意義，將會(huì)促進(jìn)我國(guó)數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)中，充分利用硬件平臺(tái)的資源優(yōu)化算法以達(dá)

2、到實(shí)時(shí)編解碼的目的。本文在TMS320DM6446平臺(tái)上設(shè)計(jì)AVS(D1)實(shí)時(shí)編碼系統(tǒng)—幀內(nèi)編碼部分，實(shí)現(xiàn)了D1分辨率(720×576)視頻的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，并在此基礎(chǔ)上采用各種方法進(jìn)行優(yōu)化。AVS標(biāo)準(zhǔn)利用可去除空間冗余的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行I幀預(yù)測(cè)。
　　 本文在大量閱讀了解相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合TMS320DM6446硬件平臺(tái)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了AVS幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼。在不降低編碼質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)行了算法級(jí)別優(yōu)化、程序指令優(yōu)化、數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)優(yōu)化及匯編

3、優(yōu)化。硬件仿真結(jié)果表明，編碼效率比優(yōu)化前提高了8.83倍。實(shí)現(xiàn)幀內(nèi)編碼優(yōu)化的主要方法包括以下幾點(diǎn)：
　　 首先優(yōu)化了I幀編碼流程。原來(lái)的編碼過(guò)程是按順序?qū)懘a流進(jìn)行組織的，雖然有利于碼率控制和打包輸出，但在整個(gè)編碼過(guò)程中不斷有代碼的重復(fù)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(kāi)處理，每個(gè)代碼段尺寸控制在32K字節(jié)內(nèi)并存放在L2中，使程序Cache訪問(wèn)由片外改為片內(nèi)訪問(wèn)，從而提高命中率。
　

4、　 其次是算法級(jí)別優(yōu)化。由于I幀是P幀編碼的參考幀，其編碼質(zhì)量至關(guān)重要。本文采用亮度和色度單獨(dú)預(yù)測(cè)的I幀編碼方式，為了保證圖像質(zhì)量，不采用閾值優(yōu)化等損失編碼質(zhì)量的快速預(yù)測(cè)技術(shù)。在量化后加了全零塊的判定，降低了計(jì)算量。
　　 第三是優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸。利用DMA的后臺(tái)運(yùn)行能力，在原始像素?cái)?shù)據(jù)輸入，重構(gòu)圖像數(shù)據(jù)輸出，參考圖像塊加載以及邊界擴(kuò)展和中間數(shù)據(jù)拷貝等環(huán)節(jié)采用了QDMA進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移，實(shí)現(xiàn)了DMA與DSP的并行。
　　 最后