嵌入式视频编码器的研究-论文.pdf

《嵌入式视频编码器的研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年14期科技曩向导◇科技之窗◇嵌人式视频编码器的研究于涛(天津光电比特信息技术有限公司中国天津300382)【摘要】本文对嵌入式ARM处理器的MPEG一4视频编码方案进行了详细的论述，从结构、算法等方面对编码器的设计、优化等进行具体的分析，对处理器内嵌的多媒体加速器硬件实现DCT算法、运动估计、半像插值等关键部分进行了探讨．从而实现对分辨率为QCIP的图像进行编码达到20@以上的帧率。【关键词】嵌入式；视频编码器；MPEG一4；研究0．前言拷贝到DCT模块的输入FIFO．通常需要170个时钟周期．在192MH随着图像的数字化处理技术在各个领

2、域的广泛应用．新的图像和主频ARM9的平台下，计算1000次DCT变换，大约需要23．4m，而视频压缩标准也开始源源不断的提出．由以前的H．263到后来的H．MXL处理器的硬件DCT模块仅仅需要4．1ms．这其中还包括数据准备26L，以及后来的MPEG一2、MPEG一4、JPEG2000等，越来越多的图像采时间。由此可以看出MXL处理器的DCT模块可以大大减少DCT计算集和处理芯片的出现，使视频处理变得越来越方便．处理速度也越来所用的时间越快。数字视频正在t3益成为一种普遍应用和传播的自媒体．视频技ARM处理器拥有高效的32位RISC指令集．对于较

3、为复杂的运术的开发和研究也越来越有前景．而嵌入式视频编码技术和编码器正算，可以通过合理编写汇编语言提高运算效率．实验证明通过对运算在其中发挥这越来越重要的作用估计中的SAD计算、量化、反量化以及像素之间的转换等模块的汇编MPEG一4是目前新一代比较成熟的多媒体编码国际标准．它将视指令优化，可以取得较好的效果为了设计出简洁高效的汇编语言程音频对象引人到了编码中，实现了基于内容的编码大大提高了操作的序，在代码编写中需要注意以下几点：交互性，而且还对框架和级进行了标准定义．从而实现了目标码率从(1)恰当的利用条件执行命令简化分支和跳转程序的设计64KB／

4、s到4MB／s，但MPEG一4编码器在ARM处理器上的应用还相当(2)在进行l6位整数的加法和乘法运算时．尽量利用“MLA”指令较少．本文从自身实践和理论研究出发．对MPEG一4在ARM核处理实现点积累功能．可以有效的提高运算效率器上的应用研究进行了具体的分析．为嵌入式视频编码器的应用和推(3)巧妙的利用“LDR／STR”指令灵活的寻址方式广提供了技术支撑(4)充分利用“LDM／STM”指令对传输的数据进行批量处理．提高数1．嵌入式视频编码器的研究据的传输效率ARM处理器是一种32位的RISC架构处理器．具有体积小、功(5)RISC处理内容的寄存器

5、较多，要充分利用CPU内部的工作寄耗低、指令简洁、执行效率高的特点．在嵌入式领域得到了极为广泛存器。的应用．几乎占有了所有的市场．在大多数的移动终端上得到了应(6)由于对外存的操作耗时较长，在编写程序时要尽可能的减少用。本文结合ARM处理器的特点．从算法和结构两个方面对视频编对外部存储单元的读写操作。码器进行系统的研究．并提出了相应的改进．试验证明编码器处理(7)ARM处理器可以预读命令．循环语句和跳转语句会影响效果良好。ARM处理器的顺序执行操作．要尽可能的减少．并尽量吧顺序执行的1．1MPEG一4算法的应用简介语句安排在一起目前MPEG一4算法

6、多用在专用芯片或DSP处理器上．但这两者(8)ARM处理器支持指令cache和数据cache．合理的指令及数据都对设备的功耗、体积、成本都有较严格的要求，不适合ARM处理安排可以巧妙的利用cache．提高程序执行效率器，本文以Freescale公司MXL处理器(采用ARM920内核)作为硬1_3MPEG一4在ARM处理器上的算法优化研究件试验平台．使用MPEG一4的XVID1．02版本作为其试验版本从视频编码各个部分的耗时来看．运动估计在编码中占据的时间MPEG一4视频编码器的优化可以从结构和算法两个方面进行具体的最长．尤其时全搜素发会占有大量的C

7、PU时间，为了减少搜索量．有研究和探讨，算法优化是通过对运动矢量搜索、DCT变换等算法的许多新的搜索算法被提出，如：三步法，新j步法、四步法、菱形搜索法改进提高编码速度和编码质量．结构优化则是根据硬件的结构特点等。对程序结构进行改进提高编码速度．通常不会影响视频的解码后质整像素搜索算法最终得到的运动矢量是整像素精度的．但自然界量。在视频编码的运算量和运算时间中．运动估计通常占34％．DCT中物体的运动不是整像素的．所以进行半像素预估就显得非常必要．占9．3％．量化占25．9％．IDCT占2．5％。反量化0．8％．运动补偿占半像素运动估计可以带来两个

8、好处：一是可以有效的提高估计的精3．7％，内插占5．4％．其它占18％．下面根据实际情况对运动估计、DCT度．另一方面可以