基于dsp的h.264关键模块技术的研究及实现new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第1O期Vo1．27No．102006年1O月0ct．2006基于DSP的H．264关键模块技术的研究及实现李小红蒋建国齐美彬梁立伟朱晓东(合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009)C摘要本文介绍了视频编码标准H．264的技术特点，研究了基于DM642关键模块的技术，在此基础上着重讨论了最耗时的整数变换、运动估计的实现算法。实验结果表明，对其进行并行汇编优化，可提高指令的并行度，达到提高程序执行效率的目的。关器键词H．264标准整数变换运动估计并行汇编中图分类号

2、TN919．8TP391文献标识码A国家标准学科分类代码510．405t义ResearchandimplementationofkeyH．264modulesbasedonDSP表LiXiaohongJiangJian’guoQiMeibinLiangLiweiZhuXiaodong学(SchoolofComputerScience&InformationEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)报呲AbstractThemainadvancedt

3、echnologyusedforH．264isintroducedandthealgorithmsofthemosttime—consumingmodulesofintegertransformandmotionestimationimplementedonDM642areparticularlydis—cussedinthepaper．Experimentalresuhsshowthatoptimizingparallelassemblycanmakethecodesmoreefficient．KeywordsH．26

4、4integertransformmotionestimationparallelassembly简要讨论在实现H．264关键模块实时编码采用的解决1引言方法。针对不同的应用，国际上制定了很多相应的视频编2H．264技术特点码标准，H．264是一种最新的视频图像编码国际标准，它是由ISO／MPEG和ITU／VCEG联合推出的。在相同H．264的实现方法与现有标准(如H．264、MPEG-图像质量的前提下，H．264比MEPG-4和11．263要节省4)所采用的方法是类似的，采用基于块的混合编码，图13O以上的码率，可用于

5、网络可视电话、远程监控、移动为H．264的编码框图。通讯等领域，是未来几年内视频编码技术主要的研究编码输出方向。随着TI公司新一代DSP芯片TMS320C64x系列的推出，在硬件平台上实现H．264实时视频编解码已成为可能。TI公司的TMS320DM642是一款专门面向多媒体应用的专用DSP。该DSP时钟高达600MHz，8个并行运算单元，处理能力达4800MIPS。为了面向多媒体应用，还集成了3个可配置的VideoPort、面向音频应罔1H．264的编码框图用的MeASP、10／100Mb／s的EthernetMAC等

6、外设。H．264的主要技术特点如下：本文首先介绍H．264的技术特点，然后以DM642为例，(1)帧内预测*本文于2005年7月收到，系安徽省“十五”科技攻关计划(040020382)、安徽省教育厅高校青年教师科研(2005jq1009)资助项目。维普资讯http://www.cqvip.com第1O期李小红等：基于DSP的H．264关键模块技术的研究及实现1331在H．264中，当编码帧内图像时可用多种帧内预测令。在使用高级语言进行程序编写时，其CCS编译器的模式。帧内预测以绝对误差和SAE为标准选取最佳预效率相当可观

7、。但是对于复杂算法的核心部分(比如测模式，使预测帧更加接近原始帧，降低空间上的数据冗H．264中的整数变换)，还是希望使其效率更高，这就必余，提高编码效率。须结合算法本身，充分地利用DSP的所有运算功能单元(2)帧间预测进行并行汇编的优化，才能达到实时编码的目标。帧内编码利用了图像的空间相关性，而帧间编码则3．1基于DSP的整数变换及实现是利用了连续图像时间上的相关性，使用前面被解码的在H．264中4×4整数变换采用的变换矩阵和反变图像进行预测，H．264为亮度分量提供了16×16、16×换矩阵如下：8、8×16和8×8

8、4种宏块划分方式，还能将8×8宏块进1111一步划分为8×4、4×8和4×4等3种子宏块，每个分块211—2一T1一，都有各自的运动矢量。1—111H．264将运动估计的精度提高到1／4，同时在更高1—22—1的比特率和更高的视频分辨率应用中使用1／8像素精度这种整数变换的优点在于：在编码器和解码器中允的运动估计。许