H.264视频编码器的多任务调度与数据布局优化

摘要

H.264是新一代的视频压缩标准,压缩效率高,但算法复杂度大。ADSP-BF561处理器是Blackfin系列中的一款高性能DSP产品,价格较低,处理能力较强。目前,在ADSP-BF561上实现的H.264编码器,对复杂度较大,背景较复杂的图像序列,较多公司和研究所都做到了CIF(352×288)格式的实时编码(25fps),然而对VGA(640×480)或者D1(720×480)格式还没有做到比较满意的编码效果。
　　由于H.264.算法的编码任务相关性较强,并且ADSP-BF561是一个双核DSP,其两个核只能访问各自的L1的内存段,L2和L3可以共享访问,因此在ADSP-BF561实现H.264编码器好的任务调度和数据布局策略是提高系统性能的关键。分析ADSP-BF561的处理器结构,提出并实现了两种任务调度方式的双核构架,通过实验结果表明采用基于任务分配的双核构架能提升H.264编码器的性能。分析ADSP-BF561的存储器特点和H.264编码器的数据流程,研究了数据的布局方式以及使用Cache方式或DMA方式进行数据搬移的方法。
　　使用优化后的编码器对5个标准序列进行了测试,实验结果表明任务调度和内存分配的优化明显的减少了各个编码模块的运行时间,在保证编码图像的主观质量和客观质量的前提下,较大的提高了编码速度。对运动较大,背景复杂的VGA图像达到了17~20fps的编码速度,能适应监控等流媒体系统的应用。

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1 绪论

1.1 国内外研究现状

1.2 课题的主要工作

1.3 本文的主要内容

2 H.264编码技术与ADSP-BF561开发平台

2.1 H.264编码关键技术

2.2 ADSP-BF561开发平台

2.3 本章小结

3 利用双核架构的编码任务调度策略分析

3.1 基于任务调度的系统构架

3.2 基于对等双核的系统构架

3.3 本章小结

4 数据布局策略分析

4.1 内存需求以及数据流程

4.2 数据布局优化策略

4.3 使用Cache的优化策略

4.4 使用DMA的优化策略

4.5 本章小结

5 实验测试与分析

5.1 性能指标

5.2 编码速度

5.3 图像质量

5.4 本章小结

6 全文总结

6.1 全文总结

6.2 后续工作

致谢

参考文献