AVS-M视频解码系统在嵌入式系统上的实现和应用研究

摘要

数字多媒体由于其高质量和较强的抗误码性能，越来越受到人们的欢迎，但是由于数字多媒体的数据量巨大，网络有限的带宽无法支持，因此，需要首先进行压缩，然后才能在互联网上进行传输，由此产生了如MPEG，H.264，AVS等一系列视频压缩标准，AVS音视频编解码标准是目前最先进的音视频压缩编解码标准之一，它具备高压缩率、高质量和相对简单的硬件实现复杂度，适合宽带、有线、无线等一系列网络多媒体应用和存储应用的需要。 在硬件平台方面，由于标准的不断更新，以及目前产品开发的时效性，DSP作为一种专用的数据处理芯片，以其开发周期短，使用灵活，代码可更新升级等特点，在多媒体应用领域得到了广泛的应用，本项目使用的就是Ti公司的OMAP1510平台，该平台包括一个ARM925核和一个TMSC55DSP核，以及其它的外设。 本文主要研究了在OMAP1510系统上实现AVS-M解码器的过程，其中包括基于硬件平台的解码器源代码生成、解码器代码从PC平台向OMAP1510平台的移植，C代码总体和模块优化，部分解码模块工具的简化，和一些抗误码工具的实现和分析。 本文的结构是：第一章绪论，简单介绍了视频解码标准的发展历程，和AVS标准的情况；是第二章结合DSP和ARM的结构，研究了PC平台向OMAP1510平台的C代码移植过程，第三章描述基于DSP结构特点的AVS-M解码器代码生成；第四章论述针对DSP结构的总体上和模块上的C代码优化；第五章研究了对一些模块解码工具进行简化后解码器的解码能力和性能；第六章论述了一部分抗误码算法的实现和性能分析；第七章是对本文的总结。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表索引

第一章绪论

§1.1视频编码概述

§1.2 AVS概述

§1.3本文的研究成果

第二章OMAP-1510系统及代码移植

§2.1 OMAP-1510系统概述(ARM，DSP概述)

§2.2 OMAP1510系统结构特征

§2.2.1总体特征介绍

§2.2.2 MPU内存分布情况

§2.2.3 DSP部分特征

§2.3代码移植所需做的设置和调整

§2.3.1变量类型转换

§2.3.2内存的重定位

§2.3.3码流输入的接口转换

§2.3.4显示的实现

本章小结

第三章AVS-M解码器基于DSP结构的C代码生成

§3.1 DSP的结构特点

§3.2重写AVS-M参考代码要遵循的原则

§3.2.1重写代码要遵循的几个原则

§3.2.2对参考代码的改写的具体方法

§3.3 AVS码流的生成过程

§3.4最终代码的大致结构描述

§3.4.1总体框架分析

§3.4.2解码器核心细节分析

§3.4.3最终解码器上层数据流程

本章小结

第四章 针对OMAP-1510系统的代码优化

§4.1 ARM和DSP上C代码优化的一些通用理论

§4.1.1数据类型优化

§4.1.2数值操作优化

§4.1.3变量定义及使用优化

§4.1.3函数调用

§4.1.4程序流程设计

§4.2针对OMAP-1510的特殊的结构的汇编优化原则

§4.3解码器的总体结构优化

§4.3.1总体优化分析

§4.3.2并行性分析

§4.4具体的模块的C代码优化分析

§4.4.1内存搬运DMA

§4.4.2逆扫描ZIGZAG

§4.4.3反量化IQ

§4.4.4反变换IDCT

§4.4.5 INTRA PREDICTION

§4.4.6 运动补偿MC

§4.4.7图像重构RECONSTRUCT

§4.4.8去块滤波DEQUANT

§4.4.9 YUYV到RGB的转化

§4.4.10解码器最终解码速度分析

本章小结

第五章 模块简化的性能分析

§5.1进行模块简化的原因

§5.2可裁剪的各个模块的性能增益和运算量的分析

§5.2.1半象素近似

§5.2.2整象素近似

§5.2.3线性滤波器近似

§5.2.4去块滤波器的简化

§5.2.5去块滤波器关闭

§5.3各简化方案效果分析

本章小结

第六章抗误码能力的研究和分析

§6.1抗误码和纠错概述

§6.1.1前端预处理方法

§6.1.2后端预处理方法

§6.1.3混合处理方法

§6.2实际使用的算法

§6.2.1错误检测

§6.2.2初步的误码恢复

§6.2.3进阶的误码恢复

§6.2.4差错恢复算法性能分析

本章小结

第七章总结和对后续工作的一些展望

§7.1实物图片

§7.2总结

§7.3对后续工作的一些展望

参考文献

作者在读研期间公开发表的论文

致谢