達芬奇平臺實時實現(xiàn)AVS(D1)系統(tǒng)——幀內(nèi)編碼算法.pdf

1、AVS標準是我國具備自主知識產(chǎn)權(quán)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(xiàn)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(shù)字媒體處理器TMS320DM6446上開展實時實現(xiàn)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(shù)字音視頻產(chǎn)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(shè)計AVS(D1)實時編碼系統(tǒng)—幀內(nèi)編碼部分，實現(xiàn)了D1分辨率(720×576)視頻的幀內(nèi)預測編碼，并在此基礎(chǔ)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(nèi)預測技術(shù)進行I幀預測。
　　 本文在大量閱讀了解相關(guān)文獻基礎(chǔ)上，結(jié)合TMS320DM6446硬件平臺特點實現(xiàn)了AVS幀內(nèi)預測編碼。在不降低編碼質(zhì)量的同時進行了算法級別優(yōu)化、程序指令優(yōu)化、數(shù)據(jù)傳輸存儲優(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。實現(xiàn)幀內(nèi)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?qū)懘a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(nèi)并存放在L2中，使程序Cache訪問由片外改為片內(nèi)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(zhì)量至關(guān)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(zhì)量，不采用閾值優(yōu)化等損失編碼質(zhì)量的快速預測技術(shù)。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(shù)據(jù)傳輸。利用DMA的后臺運行能力，在原始像素數(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展和中間數(shù)據(jù)拷貝等環(huán)節(jié)采用了QDMA進行數(shù)據(jù)搬移，實現(xiàn)了DMA與DSP的并行。
　　 最后