H.264视频编码器在TMS320DM642上的优化和实现

摘要

新一代视频编码标准 H.264比之前的编码标准更加先进，新技术的引入使其在具有更高压缩效率的同时还具有良好的网络适应性，成为数字视频编码与视频传输领域研究的热点。但是，新技术的引入在带来较高压缩比的同时还大大增加了算法的复杂度，未经优化的H.264编码器的编码速度极低，严重制约了其在嵌入式实时编码领域的应用。因此，研究 H.264编码器在嵌入式芯片上的移植和优化，实现H.264实时编码器具有十分重要的意义和实用价值。
　　本文选取适合于工程实现的x264开源代码作为H.264编码器的参考模型，在TI公司的TMS320DM642 DSP芯片上进行H.264编码器的移植与优化。首先是理论知识准备阶段，主要对H.264编解码器的原理、结构框架及所采用的关键技术进行了深入的研究，为后续移植和优化工作奠定了理论基础。然后对H.264编码器的移植工作及注意事项进行了详细阐述，通过空间内存的分配、代码的标准C化、删除冗余代码以及EMIFA总线的配置这些方法完成了H.264编码器的移植。接着是H.264编码器的优化工作，本文的优化手段主要包括：项目级优化、指令级优化、算法级优化、缓存优化以及EDMA的使用，在算法上对H.264编码器的帧内预测模式选择算法、P_SKIP提前判决算法、帧间预测模式选择算法、钻石搜索算法进行了改进，并提出新的编码宏块参数数据存取方法，通过仿真数据验证了优化效果。在完成H.264编码器的优化之后，本文还对基于H.264的视频传输系统进行了研究，提出了总体设计方案和软硬件设计方案，并进行了系统测试。
　　测试结果表明，在保证视频质量的前提下，优化后的编码器基本满足了标清D1格式视频会议实时编码的需求，所设计的视频传输系统在较低的信噪比下能够实现H.264视频的可靠传输。

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1 绪论

1.1 选题背景

1.2 数字视频编码标准的发展

1.3 H.264视频编码标准国内外研究现状

1.4 本课题主要任务及内容安排

2 H.264视频编码器原理及关键技术

2.1 H.264编解码器的原理

2.2 H.264的结构框架

2.3 H.264的关键技术

2.4 本章小结

3 H.264编码器在DM642硬件平台上的移植

3.1 DSP硬件开发平台及开发环境介绍

3.2 H.264编码器的移植

3.3 本章小结

4 H.264编码器在DM642上的优化

4.1 项目级优化

4.2 指令级优化

4.3 算法级优化

4.4 缓存优化

4.5 EDMA数据搬移策略

4.6 系统测试

4.7 本章小结

5 基于H.264的无线视频传输系统设计

5.1 系统整体方案

5.2 软硬件设计

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者简历

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