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

1、AVS是我國第一個具有自主知識產權的數(shù)字音視頻編解碼技術標準，在技術和性能上達到國際先進水平，是高清晰度數(shù)字電視、網(wǎng)絡電視、視頻通信等重大音視頻應用共同采用的基礎性標準。制約AVS 標準推廣的瓶頸是編碼算法的實時實現(xiàn)技術尚未獲得實質上的突破。達芬奇(TMS320DM6446)平臺是TI公司為了滿足下一代嵌入式網(wǎng)絡多媒體設備的應用而開發(fā)的高性能數(shù)字信號處理器。該芯片為DSP+ARM雙核架構，還有一個視頻圖像協(xié)處理器(VICP)可以與DSP

2、進行并行處理，同時還集成了功能豐富的視頻前端和后端系統(tǒng)，是實現(xiàn)AVS編碼算法的理想平臺。本文針對AVS編碼標準的核心技術開展研究，利用TMS320DM6446硬件平臺針對幀間編碼算法設計了實時實現(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前塊的參考范圍減少至該宏塊周圍的2

3、4×24個像素，從而節(jié)省了整個參考幀的數(shù)據(jù)量；改進半像素插值算法，插值不再針對滿幀數(shù)據(jù)進行而是在幀間預測需要時對當前塊進行半像素插值，節(jié)省了數(shù)據(jù)空間；將程序中大的結構體拆分；編碼過程是按宏塊進行編碼時只需把與當前宏塊相關的數(shù)據(jù)、重要信息放在內部存儲器中來提高數(shù)據(jù)cache的命中率。其次改動程序流程：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計算，消耗時間為DSP的0.05[％]，本文采用VICP處理幀間預測中復雜、耗時的搜索部分，同時與DSP并行進行操作節(jié)省了大量的時間。
　　 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。本文獨立推導獲得全零塊閾值，并運用到整個算法中。通過全零塊判別幀率可以提高20[％]，運動緩慢的圖像甚至可以達到50[％]以上。