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基于DSP的MPEG-4图像编码算法优化和编码系统的硬件实现

作　者: 张琛
导　师: 戚文芽
学　校: 中国人民解放军信息工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MPEG-4编码 TMS320DM642 代码优化编码系统 EDMA
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 252次
引　用: 1次
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内容摘要

随着多媒体技术的发展,视频编码系统在监控领域的地位越来越重要。目前国内市场上的视频编码系统采用专门视频编码芯片实现,其价格高、性能一般、可扩展性差,因此研制并开发基于DSP的MPEG-4实时编码系统具有很大的实际意义。本论文在硬件上实现了基于TMS320DM642芯片的实时编码系统平台;并在此平台基础上对DSP内部MPEG-4编码算法进行优化,同时实现了基于DSP芯片的画面分割和OSD叠加功能。 MPEG-4编码是整个DSP软件编程的核心,不但要在DSP内实现编码算法,而且编码器还要达到实时性要求。本文首先对网上公开的MPEG-4编码源代码进行分析研究,将编码算法移植到DSP芯片内部,移植过程充分结合DSP芯片的结构特点,对存储空间和数据的类型进行重新分配和转换。其次,为了达到编码实时性的要求,要对编码算法进行优化。优化从代码优化和数据搬移策略两个部分进行,其中代码优化又分为C语言优化、书写线性汇编和优化线性汇编三个阶段。经过上述优化,I帧编码每帧平均编码时间从100ms减少到20ms,P帧编码每帧平均编码时间从400ms减少到22ms,B帧编码每帧平均编码时间从800ms减少到22ms,已达到实时性要求。画面分割和OSD叠加属于DSP内部应用层的软件实现部分。画面分割的难点主要体现在画面的实时放大和缩小,本文采用QDMA插值法来实现画面的放大,此种方式放大的速度最快,并且对于画面从QCIF分辨率放大到CIF分辨率,图像质量是可以接受的。本文OSD叠加功能中增加了汉字颜色随背景变色功能,保证汉字在任何背景下都能够清晰地显示。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第一章绪论  6-11
  §1.1 基于DSP的MPEG-4编码器  6-7
  §1.2 DSP芯片的发展及应用  7-8
  §1.3 课题的工作和论文组织  8-11
    1.3.1 课题的工作  8-10
    1.3.2 论文组织  10-11
第二章 MPEG-4编码算法基本原理  11-21
  §2.1 I帧、P帧及B帧编码  11-17
    2.1.1 I帧编码  11-15
    2.1.2 P帧及B帧编码  15-17
  §2.2 编码的重要数据结构参数  17-21
第三章 DSP内部MPEG-4编码算法优化  21-41
  §3.1 优化的目标和难点分析  21-22
  §3.2 优化策略  22-23
  §3.3 优化步骤  23-40
    3.3.1 开放源代码移植到DSP内部  23-26
    3.3.2 开放源代码移植到DSP内部的效果  26-27
    3.3.3 MPEG-4代码优化  27-36
    3.3.4 编码算法代码优化后的最终效果  36
    3.3.5 数据搬移策略  36-39
    3.3.6 采用数据搬移策略算法优化效果  39-40
  §3.4 小结  40-41
第四章 DSP内部应用层功能实现——画面分割和OSD叠加  41-47
  §4.1 画面分割  41-45
    4.1.1 画面放大  42-44
    4.1.2 画面缩小  44-45
  §4.2 OSD叠加  45-46
  §4.3 小结  46-47
第五章编码系统EDA设计  47-55
  §5.1 编码系统的主要功能  47-48
  §5.2 编码系统的EDA设计  48-54
    5.2.1 原理图设计  48-50
    5.2.2 PCB设计  50-54
  §5.3 小结  54-55
第六章研究成果及展望  55-57
  §6.1 论文工作的研究成果  55
  §6.2 展望  55-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
攻读硕士期间发表论文情况  60

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