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一种基于DSP平台的快速H.264编码算法的设计
发布时间:2018-04-03 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]视频压缩编码标准H.264／AVC是由ISO／IEC和ITU-T组成的联合视频专家组(JVT)制定的，他引进了一系列先进的视频编码技术，如4×4整数变换、空域内的帧内预测，多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等，标准一经推出，就以其高效的压缩性能和友好的网络特性受到业界的广泛推崇。特别是在2004年7月JVT组织做了重要的保真度范围扩展的补充后，更加扩大了标准的应用电感单位范围，但同时巨大的运算量却成为其广泛应用的瓶颈。考虑到H.264协议实现的复杂度，本文的思路是：一方面提高硬件处理速度和能力，采用TI公司最新的数字媒体处理器DavinciTMS320DM6446DSP芯片作为H.264编码器实现的硬件开发平台，另一方面提高算法效率。最后提出一个基于这个芯片的嵌入式H.264编码器的设计方案。
1硬件平台
1.1DavinciDM6446芯片介绍
DM6446采用DSP+ARM的双内核结构(内核图见图1)，其中的DSP芯片的CPU时钟频率可达594MHz，ARM的引入可以释放DSP在控制方面的部分功能，使DSP专门进行数据处理的工作。芯片采用增强型的哈佛结构总线，其CPU内部有2个数据通道，8个32b的功能单元，2个通用寄存器组(A和B)，可同时执行8条32b长指令。如果能充分利用这8个功能单元，总字长为256b的指令包同时分配到8个并行处理单元，在完全流水的情况下，该芯片的指令吞吐量将达到594×8=4752MIPS。处理器具有双16b扩充功能，芯片能在一个周期内完成双16b的乘法、加减法、比较、移位等操作。该芯片内部支持两级Cache，其中第一级32kB的程序缓存器L1P，80kB的数据缓存器L1D，而第二级的Cache大小是可配置的64kB，芯片自动完成这两级Cache之间数据一致性的维护。有了这两级Cache的支持将使CPU的执行速度大大加快。
DavinciDM6446具有专用的视频图像处理子系统。视频处理子系统包括1个视频前端和1个视频模压电感末端，视频前端的输入接口用于接受外部传感器或视频译码器输出的BT.656等图像输入信息；视频末端输出接口输出图像，实现图像本地重现。
视频前端输入(VPFE)接口由1个CCD控制器(CCDC)，1个预处理器，柱状模块，自动曝光／白平衡／聚焦模块(H3A)和寄存器组成。CCD控制器可以与视频解码器CMOS传感器或电荷耦合装置连接。预处理器是一个实时的图形处理器。
1.2H.264编码器硬件平台
本系统的平台核心处理芯片为DavinciDM6446，如图2所示，片外RAM选取两片DDR并联成32位的数据宽度，空间为256MB。模拟视频信号在“VIDEOIN”引入后经过解码芯片TVP5146变换为数字信号后输入TMS32一体电感0DM6446芯片中进行处理，H.264编码处理后的码流可以通过视频末端输出保存在本地硬盘上，以方便调试检查。或者可以通过10／100M以太网物理层接口输出，进行网络传输。同时，本地的重构图像可以通过TMS320DM6446芯片内部OSD模块和编码模块D／A变换后直接显示输出。
2H.264编码器结构与编码流程
2.1H.264编码共模电感器器结构
如图3所示输入的图像以宏块为单位进入编码器中，根据图像变化的快慢选择帧内或帧间预测编码。如果选择帧内预测编码，首先判断当前待编码块中是否包含很多的细节，再决定是否要把帧进行再分割。接着以重建帧μF′n中的块为参考，结合当前块周围块的预测模式，选择当前块的最佳预测模式。最后由重建帧μF′n中相应块和当前块选定的预测模电感器生产式得到当前块的预测值。按照上述方法，对图像中的每一宏块作出帧内预测，进而得到一帧图像的预测值P。如果选择帧间预测编码，当前输入帧Fn和前一帧(参考帧)Fn-1被送到运动估计器(ME)，通过块搜索，匹配可以得到当前帧中的各宏块相对于参考帧中对应宏块的偏移量，也就是常说的运动矢量。接着，参考帧Fn-1和刚得到的运动矢量MV被送到运动补偿器(MC)，通过计算得到帧间预测值P；当前帧Fn和帧预测值P相减，得到残差Dn，经过变换，量化后产生一组量化后的变换系数X，再经过熵编码，与解码所需的一些边信息(如预测模式量化参数，运动矢量等)一起组成一个压缩后的码流，经NAL(网络自适应层)供传输和存储。[DCDC]boost-buck方面的问题。我做的一个电路板，这是第一次做开关电源，就是有一个疑问，电路按芯片手册上的，做出来试试效果的，芯片手册上说4V到60V输入都可以，输出5V。
，我的意思是5V到12V就可以了，12V输入可以输建立数码印刷与传统印刷的色彩匹配数码印刷技术的不断进步，使数码印刷越来越为大 家所接受和认可，某些机型的数码印刷机的图像印刷质 量已经很接近传统胶印了，数码印刷在很多细分印刷市 场里，已经取代了传统胶印
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