基于TMS320C6474的AVS视频编码器研究及实现

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多媒体技术在信息技术发展中占有十分重要的地位,其中视频编码技术是多媒体技术的核心之一,在带宽有限的情况下如何传输更多的信息是一个需要不断深入研究的问题。只有利用更高效更快速的编码算法才能应对不断提高的编码复杂度和不断增大的视频数据量。目前,主要视频编码标准有MPEG系列、H.26x系列和AVS。AVS是我国第一次自主制定并具有自主知识产权的视频编码标准,其以更低的复杂度达到和H.264/AVC相当的性能。与此同时,支撑视频编码实现的硬件平台也在不停发展。DSP由于具有乘累加器等运算加速单元,且具有较高的灵活性,因而更适用于音视频的嵌入式开发。本文在TMS320C6474多媒体处理平台上实现了AVS标准视频编码器,并优化至接近实时编码所要求的每秒25帧的编码速度。论文的主要研究内容及工作如下:首先,分析了AVS编码标准的特点和关键技术,并与MPEG-4AVC做了各方面的比较,之后分析AVS标准代码RM52i中的代码功能和数据结构的冗余以及不足,并针对DSP平台的移植做了相应的删减和修改,重点对熵编码部分的算法和写码流函数进行重新编写与优化。在保证编码器核心功能在DSP平台上正确运行的基础上减小了代码尺寸和编码复杂度。其次,介绍了DSP的发展历程,TI公司的DSP产品演变,其中重点分析了TI C6000系列。综合各方面因素,最终选择TMS320C6474,并详细介绍其特点和片上资源。之后简单介绍DSP开发与优化流程以及开发环境Code ComposerStudio(CCS)。最后,结合AVS编码器特性和TMS320C6474性能特点对编码器进行DSP平台上的优化。根据编码过程空间消耗,合理分配片内空间;使用DSP LIB函数、内联函数替换相关功能部分的代码;开启Cache并与DMA通道配合以减少数据访问耗时;配合使用编译器的优化选项,以求达到最优。最终由多个视频序列的编码测试表明,本文在TMS320C6474上实现的AVS编码器对标清视频序列的平均视频编码速度达到了约每秒20帧,接近每秒25帧的实时编码要求。
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