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AVS编码与DSP实现的视频编码器

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文章出处:数字商业时代 更新于2009-09-07 00:50:59

1.png        引 言

  随着数字视频技术的发展,近年来世界上出现了许多数字音视频压缩标准。AVS(Audio Vicleo Coding Stand-ard)是我国自主制定,拥有自主知识产权的音视频编码标准。与世界其他知名音视频编码标准相比,它具有如下特点:①性能高,编码效率比MPEG2高2倍以上,与H.264的编码效率相当;②算法复杂度比H.264低;③软硬件实现成本都低于H.264;④专利授权模式简单,费用明显低于同类标准。在码率和PSNR相当的情况下,AVS的编码速度是H.264的4倍以上。

  AVS视频标准采用了一系列技术来达到高效率的视频编码,包括帧内预测、帧间预测、变换和量化、熵编码等。帧问预测使用基于块的运动矢量消除图像闻的冗余;帧内预测使用空间预测模式消除图像内的冗余;再通过对预测残差进行变换和量化消除图像内的视觉冗余;最后,运动矢量、预测模式、量化参数和变换系数用熵编码进行压缩,以消除编码码字冗余。

  DSP的实现是AVS硬件应用的一个重要领域,而实时性则是一个重要要求;但由于标准提出的时间短,所以DSP实现的实例很少,能将AV5算法在DSP上实现,对AVS的发展有很大的意义。另外,具有强大处理能力的DSP非常适合应用在通信和图像处理领域。

  本系统选用TI公司最新推出的数字媒体处理器TMS320DM6446(简称“DM6446”),其主频高达594MHz,具有丰富的专为多媒体运算优化的指令集,包括可简化设计并能降低系统成本的集成多媒体与通信外设。片上集成的基于ARM9的ARM926EJ-S核(主频高达297 MHz),丰富的媒体、外设接口,为AVS视频编解码方案提供了很好的硬件基础。

  1 系统硬件设计

  本系统是基于DSP的视频监控系统,通过DSP对CCD摄像头获取的YUV 4:2:0信号进行实时处理,将压缩后的数据流通过以太网接口发送到监控室。

  数据压缩单元主要由DSP和SDRAM实现。系统硬件结构框图如图l所示。

 

 



  DM6446增加了很多外围设备及接口。例如:

  ◇视频处理子系统VPSS(Video Processing Subsystem),其中包含CCD设备接口;

  ◇扩展内存接口EMIF(External Memory Inter-faces);

  ◇FPGA接口(VLYNQ Interface);

  ◇以太网接口1O/100Mbps EMAC(Ethernet MAC)。

  视频信号采集进来之后,采用EDMA方式进行数据搬移;搬移到缓存(cache)中后,DM6446便对数据进行压缩处理。图2为该系统的软件流程图。

 

 

  1.png
        缓存完l帧后,DSP便通过EDMA读取数据,并对数据进行压缩处理,结果通过EDMA存储在SDRAM中。当DSP处理完1帧之后,通知主机读取数据;主机接到通知后,通过以太网以EDMA形式将压缩数据读到主机内存中并保存在硬盘里。在监控主机上安装有AVS解码器客户端,还可以在主机上对传输的数据进行实时播放。上述过程循环执行。在执行过程中可以根据视频码率自动调节有关参数。

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