基于DSP平台的H.264高清视频编码器设计与实现

admin · 发表于 2022-9-19 21:12:13

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新世纪以来，数字化、网络化的高速发展给高清技术提供了前所未有的发展机遇，也对视频编码标准提出了更高的要求。作为ITU-T和ISO/IEC联合制定的新一代视频编码标准，H.264具有更高的压缩比和更好的网络适应性，因此，采用H.264的视频编码器的研究是目前视频研究领域的热点。近几年来，数字信号处理器（DSP）技术飞速发展，为实现视频编解码系统提供了有力的平台。TMS320C6455是TI公司近年来推出的一款高性能定点DSP，基于第三代先进VLIW（超长指令字）结构，具有1GHz主频，指令运行速度高达8000MIPS，其强大的处理能力和丰富的接口功能非常适用于视频领域的应用。本文在TMS320C6455平台上进行了H.264基本档次视频编码器的设计和实现，能够支持720P（1280×720）高清分辨率视频编码。首先详细分析了H.264标准的关键技术，比较了各种主流硬件平台的特点，总结了基于DSP平台的视频编码器的优势所在；然后以开源程序X264为基础，结合DSP平台的硬件资源，提高了DSP片内及片外存储的利用效率，优化了编码过程中的数据流传输，降低了数据访问对编码速度的影响；接着深入分析了X264编码流程，针对编码过程中耗时较多的帧内预测和帧间预测模块，提出了改进算法，在对编码性能损失很小的同时显著降低了计算量；最后，充分利用TI C6000系列DSP指令集和功能单元，对编码器进行了项目级、C语言级和汇编级优化，显著提高了代码效率。测试结果表明，本文提出的优化措施大幅提高了编码速度，能够对CIF（352×288）、D1（704×576）分辨率视频实时编码，对720P分辨率视频的编码速度达到了10帧/秒以上，并且具有良好的画面质量和较低的码率，具有较高的工程应用价值。

基于DSP平台的H.264高清视频编码器设计与实现

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