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H.264编解码器在C6416 DSP上的实现与优化

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作者:魏振宇时间:2005-08-12来源:收藏

编解码器在C6416 DSP上的实现与优化*
Implement of Codec Based-on C6416 DSP Platform

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/7542.htm

清华大学电子工程系 魏振宇 史_
清华大学电子工程系 高速信号处理研究所副所长 张旭东

*:本文项目荣获2004年决赛的“2003年德州仪器DSP大奖赛”算法组第一名。

魏振宇:硕士生,主要从事视频技术及DSP实现的研究;史_:硕士生,主要从事高速信号处理及其应用的研究;张旭东,博士,研究方向为多媒体信号处理、统计信号处理和实时信号处理系统。

摘要:是由ITU-T和ISO联合制定的新一代视频编码标准,有着码率低,质量高的特点。C64x系列DSP是目前TI公司推出的性能最高的定点DSP,NVDK(Network Video Development Kit)是其很好的仿真平台。本文介绍了H.264基于TIC6416DSP的优化与实现方法,通过仿真实验,编解码器在Qcif格式下达到实时编解码效果,能够满足实时通信要求。
   本文首先对NVDK和H.264做了简单的介绍,然后介绍了H.264在DSP上实现和优化的手段,最后给出实验结果。
关键词:H.264;NVDK;数字信号处理器(DSP)

一.引言
随着通信技术和信号处理技术的发展,人们对多媒体信号的需求越来越多,要求的质量也越来越高,如何在现有的技术水平和硬件条件下实现合理、优化、实时的多媒体通信终端设备和产品一直是近年来信号处理领域和相关公司关注的话题。
目前,随着数字信号处理器(DSP)的高速发展,为我们实现高效的多媒体处理提供了可能性。尤其是TI公司的TMS320C64系列产品,具有高主频,多流水线,高并行度以及专门的视频信号处理指令等优点,使其成为视频处理领域优选的DSP芯片之一。
其次,针对当前网络带宽还不够,无线通信信道误码率较高的情况,稳定的低码率视频信号的需求一直都是必须和必要的。H.264/AVC是ITU-T视频编码专家组和ISO/IEC运动图像专家组联合提出的最新一代的视频编码标准。不论从编码的效率方面,还是从有效的适应各种网络和各种应用领域的灵活性方面,H.264/AVC都体现着视频编码技术的很多优势。这些新特性使H.264/AVC标准在实现和现有编码标准(H.263, MPEG-4 Simple Profile)相同视觉效果的同时节省大约50%比特率。
因此,将H.264的先进技术和稳定的媒体处理器相结合,实现高效的媒体通信平台有着一定的工程意义和市场价值。

二.H.264简介
H.264是ITU-T和ISO/IEC联合制定的最新编码标准,它最先由ITU-T于1997年提出,目标是提出一种更高性能(相对于当时的H.263)的视频编码标准。相对于其它标准,H.264具有以下特点:
1.  低码率,高质量
在相同质量的情况下,H.264相对于H.263的Baseline可以节约40%~50%的码率。
2.  广阔的应用范围
H.264的不同Profile既可以应用于有严格时延限制的实时通信中,也可以应用于对时延要求不高的其他应用中(视频存储、流媒体等等)。
3.  鲁棒性
H.264在设计时,针对分组交换网如Internet中的分组丢失和无线网络中比特误码都提出了相应的工具,使得H.264在这些网络中传播时具有更强的抗误码性能。
4.  对各种网络的友好性。
H.264中增加了NAL层,负责将编码器的输出码流适配到各种类型的网络中,从而提供了友好的网络接口。
H.264之所以能够达到以上性能,是因为采用了以下一些先进的技术:
首先是帧内预测编码,充分利用图像空域相关性,来降低码率。共有13种预测模式(4



关键词: H.264

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