基于DM642的AVS-M视频编码算法的研究及优化

论文摘要

随着网络技术的普及和信息时代的到来,人们对信息交流的方式和质量均有了全新的需求,对于数字视频及图像传输业务的需求也随之大幅度增加。由于视频图像数据量大,采用原始数据传输需要占用大量的带宽,因此视频图像压缩成为首要解决的关键问题。我国自主提出的数字音视频编解码标准（AVS标准）的第七部分——移动视频（AVS-M）是为了适应数字存储媒体、网络流媒体、多媒体通信等应用中对运动图像压缩的需要而制定的。AVS-M主要是针对小画面显示的3G应用,它是一个面向新一代移动通信的视频编码标准。本文首先研究了AVS-M视频编码标准的主要算法,根据各个模块的复杂度和在整个算法中所占时间的比例,提出了相应的改进算法。在帧内部分,针对最耗时的帧内预测模式选择提出应用动态阈值提前退出算法减少判断次数。在帧间部分针对帧间预测模式选择模块提出了关闭8×8以下预测模式,以及整像素决定帧间编码模式来减少模式选择的复杂度。针对运动估计模块,提出了减少搜索点数和把边缘检测应用到运动估计中的算法。实验证明这些算法在保证图像质量的前提下,很大程度的减少AVS-M压缩编码算法的运算量,很好的提高了编码的速度。然后本文阐述了在算法优化后如何充分利用DM642硬件平台的两级CACHE结构,EDMA传输方式和软件流水等优化技术对AVS-M编码器进行了优化。通过实际测试,该AVS-M编码器对会议电视质量的CIF格式图像在保持了很高的图像质量和较高的压缩比的同时,实现了实时编码,编码速度达30帧/秒。本文的研究工作对AVS-M视频编码的应用及其DSP实现具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 AVS-M 视频编码标准及DM642 平台简介
• 2.1 AVS-M的编码技术框架
• 2.2 AVS-M关键技术
• 2.2.1 变换量化
• 2.2.2 帧内预测
• 2.2.3 帧间预测
• 2.2.4 熵编码
• 2.2.5 环路滤波
• 2.3 DM642 开发平台简介
• 2.3.1 TMS320DM642 芯片介绍
• 2.3.2 CCS集成开发环境
• 2.3.3 DM642 三级存储结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 AVS-M算法关键模块优化及测试
• 3.1 帧内编码模式判决优化
• 3.2 SKIP模式判决算法优化
• 3.2.1 SKIP提前判决优化算法
• 3.2.2 优化测试结果
• 3.3 P帧中帧内预测模式探测优化
• 3.3.1 帧内预测模式探测算法优化
• 3.3.2 优化测试结果
• 3.4 帧间编码模式优化
• 3.4.1 帧间编码模式算法优化
• 3.4.2 优化测试结果
• 3.5 运动估计模块优化
• 3.5.1 整像素运动估计搜索算法优化
• 3.5.2 运动估计搜索算法优化测试结果
• 3.5.3 快速运动估计算法
• 3.5.4 快速运动估计算法测试结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于DM642 的AVS-M编码器优化及测试
• 4.1 DSP存储空间分配优化
• 4.1.1 利用CACHE优化
• 4.1.2 利用EDMA优化数据传输
• 4.2 程序代码级优化
• 4.2.1 项目级优化
• 4.2.2 C语言级优化
• 4.2.3 用内联函数优化源程序
• 4.2.4 汇编级优化
• 4.3 优化测试结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢