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新一代的视频编码标准H.264/AVC以其优异的压缩性能和网络亲和性,并且在基本档次上的免收专利费,使得其商用的步伐急剧加速。作为视频编码的一个重要应用,H.264在会议电视中也日益得到重视。在DSP芯片上,TI公司C6000系列的DM642以其强大的处理能力,功能丰富的片内外设和片外接口,特别适合图像数据的处理,得到业界的广泛认可。
在单片DM642上实现CIF格式的会议电视实时H.264编码是一件不容易的工作,这一方面是因为H.264的计算量大,比如运动搜索时的SAD函数,插值模块等等。另一方面是由于H.264的运动搜索的1/4精度,使得一共有4CIF大小的参考图像数据,而如此多的数据不可能放在DSP片内,所以就会形成CPU与片外存储器的数据频繁通信,而这恰恰是极为耗时的。
本文首先根据会议电视图像内容的特点,在试验的基础上,对H.264编码的帧间搜索模式和参考帧数进行选择,舍去了对图像质量贡献不大却极为耗时的小块搜索模式以及多参考帧的运动估计,而只采用了前三种大块搜索模式以及一个参考帧。然后针对一些调用比较频繁,结构比较简单的模块,如运动估计时求残差的SAD函数、DCT变换模块,用效率较高的汇编语言进行优化;对一些代码较长,结构复杂的模块,则使用DM642的内联指令进行优化。最后根据DM642数据缓存的策略,提出了一种新的参考帧数据编排流程,并在插值函数中结合DM642的DMA技术和内联指令,使得插值函数本身的计量算大幅度降低,以及使运动估计计算残差时因为CPU与片外存储器交换数据频繁造成的CPU挂起等待降低了近一半。最终基本上达到了视频会议的单片嵌入在DM642EVM上的DSPH.264基本档次实时编码。