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AVS_M算法优化及其在DM642上的实现

作　者: 陆林海
导　师: 甘俊英
学　校: 五邑大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: AVS_M 插值算法优化 Vtune分析 DM642 存储器三级结构 cache优化 EDMA与CPU同步
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 53次
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内容摘要

随着计算机和网络技术的发展,多媒体通信如图像、语音以及视频的传输成了人们生活中的一个重要组成部分。目前,国际上比较流行的多媒体通信压缩标准包括MPEG系列标准和H.26x标准。由于这两个标准都要收取昂贵的专利费用,我国自主研发并制定了具有自主知识产权的音视频编解码标准AVS(audio video coding standard)。AVS标准的第七部分移动视频部分AVS-M(audio video coding standard-mobile)是为了适应移动通信中的多媒体传输和存储需要而制定的,主要针对小画面显示的3G应用。由于移动设备的CPU处理速度有限,如何提高解码器的效率和速度就成了这一标准能否在移动通信中获得应用的关键。本文介绍了课题的背景、研究意义及课题来源,阐述了AVS_M标准的编解码器的架构及其内部采用的主要技术。针对AVS工作组官方的参考软件wm2.7展开优化和速度提升工作,分两步进行。首先,在PC上进行算法级的优化。用Vtune工具分析了解码器的时间复杂度,得到其速度瓶颈为分像素点位置插值计算问题。在探讨了问题存在的原因后,提出了流程改进方法和数据载入方法。经实验验证,该方法使解码器在PC上的速度提高到了原来的1.5倍。其次,在嵌入式系统DM642(TI公司C64x系列的数字信号处理器)开发平台上实现了实时解码器。根据CCS(Code Composer Studio)编译器的特点进行了代码移植工作。根据该系统存储器结构特点,分析了参考软件存储器管理效率低的原因。提出了cache优化、参考帧数据快速查询和数据最小等待时间一系列的改进方法,并合理地组织了代码编译优化方法。通过评估板测试,解码速度达到了实时播放的要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 引言  10
  1.2 视频编码的发展现状  10-11
  1.3 AVS_M的研究现状  11-12
  1.4 课题来源  12
  1.5 本文的研究工作  12-14
第二章 AVS_M视频标准  14-22
  2.1 AVS-M编码器  14-19
    2.1.1 AVS-M编码过程框架  14-15
    2.1.2 AVS-M的图像数据结构  15-16
    2.1.3 AVS-M编码过程关键技术  16-19
      2.1.3.1 帧内预测  16-17
      2.1.3.2 帧间预测  17-18
      2.1.3.3 变换/量化  18-19
      2.1.3.4 熵编码  19
      2.1.3.5 环路滤波  19
  2.2 AVS_M解码器  19-21
    2.2.1 AVS_M解码器框架  19-20
    2.2.2 AVS_M解码过程详述  20-21
      2.2.2.1 帧内补偿  20-21
      2.2.2.2 帧间补偿  21
  2.3 本章小结  21-22
第三章解码器的运动补偿插值算法优化  22-40
  3.1 分像素运动补偿中的插值算法  22-25
    3.1.1 分像素运动补偿  22
    3.1.2 分像素插值算法  22-25
      3.1.2.1 亮度插值算法  22-24
      3.1.2.2 色度插值算法  24-25
  3.2 参考代码性能瓶颈分析  25-31
    3.2.1 参考代码的分像素插值计算过程  25-26
    3.2.2 参考代码流程分析  26-30
    3.2.3 数据载入分析  30-31
    3.2.4 计算的复杂度分析  31
  3.3 插值优化算法  31-38
    3.3.1 程序流程的改进算法  31-36
    3.3.2 数据读取的改进方法  36-38
  3.4 实验结果与分析  38-39
  3.5 本章小结  39-40
第四章解码器在DM642平台上的实现  40-53
  4.1 DM642硬件平台及其存储器系统  40-43
    4.1.1 DM642多媒体处理器  40-41
    4.1.2 CCS集成开发环境  41
    4.1.3 存储器系统  41-43
      4.1.3.1 三级存储器系统  42
      4.1.3.2 EDMA控制方法  42-43
  4.2 代码移植  43-45
    4.2.1 存储空间的分配  43-44
    4.2.2 代码的语法修改  44-45
  4.3 参考代码存储器管理效率瓶颈分析  45
  4.4 三级存储器系统优化及 EDMA与CPU同步算法  45-49
    4.4.1 cache优化  45-46
    4.4.2 解码流程优化  46-48
    4.4.3 参考帧数据快速查询方法  48
    4.4.4 最小等待时间的同步方法  48-49
  4.5 代码级优化  49-51
    4.5.1 编译器选项优化  49-50
    4.5.2 软件流水技术优化  50
    4.5.3 内联函数应用  50-51
    4.5.4 变量类型的定义  51
  4.6 实验结果与分析  51-52
  4.7 本章小结  52-53
第五章结束语  53-55
  5.1 课题研究工作总结  53
  5.2 存在问题及研究展望  53-55
参考文献  55-60
读研期间发表的论文  60-61
致谢  61

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