H.264算法优化及其在基于DSP的嵌入式系统平台上的实现

H.264算法优化及其在基于DSP的嵌入式系统平台上的实现

论文摘要

随着信息技术的发展,对静止图像和视频序列图像的压缩编码技术的应用越来越广泛,图像压缩技术己经成为视频监控、多媒体娱乐等中最重要的一部分。由ITU-TVCEG和ISO/IEC MPEG联合组成的JVT开发的H.264/MPEG 14496-10 AVC(文中后面将统一称其为H.264)是最新一代的视频压缩标准,也是目前图像通信领域研究的热点。本文首先介绍了H.264标准的发展历史和现状,并结合当前各个平台上的H.264编码算法实现情况,提出了采用DSP平台实现H.264实时编码算法的优势所在。将两者结合,对于多媒体通信的研究具有一定的意义和价值。基于以上事实,课题设计方法采用基于DSP和uC/OS-II的嵌入式平台开发模式,提供最小的嵌入式系统内核功能。系统核心处理芯片采用TI公司的TMS320VC5509,并分析了DSP嵌入式软硬件系统的设计方法,选择RTOS-uC/OS-II实现嵌入式开发平台的建立。在系统平台的开发过程中,作者深入研究了uC/OS-II在DSP微处理器上的移植的关键技术,针对所选用的核心处理芯片TMS320VC5509 DSP,重设了INCLUDES.H中与处理器和编译器相关的代码;用C语言编写了6个OS相关的函数(OSCPUC.C);用汇编语言编写4个与处理器相关的函数(OSCPUA.ASM),并讨论了移植后的系统测试结论。作者通过研究H.264标准中的关键技术,对各种核心编码算法细节进行深入剖析,讨论了H.264视频编码的硬件系统和软件流程及H.264视频编码系统的软硬件实现和部分程序优化,并结合H.264编码特点,提出一种改进的快速菱形运动估计算法,在一定程度上提高了搜索速度,实现了在不明显降低图像质量的情况下有效降低运算复杂度的目的。在上述理论的基础上,作者讨论了H.264的软件开发流程及在基于DSP和uC/OS-II的嵌入式平台上的移植和优化。主要采用了消减冗余代码、合理有效地分配内存空间、重新定义数据类型、重新编写原程序的头文件等方法对改进的H.264算法进行了移植,以达到尽可能提高程序运行速度并有效减小代码量的目的。在课题研究所得到的结论的基础上,提出了一种基于H.264算法的嵌入式视频系统平台DSP的软件实现方案。最后对课题作了客观的总结和展望。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 课题研究背景及意义
  • 1.3 国内外研究现状及发展动态
  • 1.4 DSP芯片在视频处理中的优势
  • 1.5 视频压缩编码标准的发展及H.264的优势
  • 1.6 本文的研究内容
  • 2 DSP平台的硬件结构分析及其软件开发设计
  • 2.1 DSP概述
  • 2.2 基于DSP的嵌入式系统设计
  • 2.3 DSP程序设计
  • 3 基于DSP和uC/OS-Ⅱ的嵌入式开发平台的研究及实现
  • 3.1 嵌入式系统概述
  • 3.2 RTOS-uC/OS-Ⅱ源码的选择
  • 3.3 uC/OS-Ⅱ内核研究与分析
  • 3.4 uC/OS-Ⅱ移植的主要工作
  • 3.5 uC/OS-Ⅱ在DSP微处理器上的移植
  • 3.6 内核的测试
  • 4 视频编码标准H.264算法研究
  • 4.1 H.264视频编码标准的结构框架概述
  • 4.2 H.264中的关键技术研究
  • 5 H.264算法的优化研究及在DSP嵌入式平台上的实现
  • 5.1 运动估计算法的基本思想
  • 5.2 H.264中采用的运动搜索算法研究
  • 5.3 运动矢量快速搜索算法的改进
  • 5.4 H.264算法的编写流程及其在DSP平台上的移植
  • 5.5 移植优化结果
  • 6 基于H.264的嵌入式视频系统平台设计
  • 6.1 软件设计及实现
  • 6.2 实验演示
  • 6.3 基于H.264算法的嵌入式系统优化结论
  • 7 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 待续的工作
  • 致谢
  • 攻读硕士期间主要成果
  • 参考文献
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    H.264算法优化及其在基于DSP的嵌入式系统平台上的实现
    下载Doc文档

    猜你喜欢