H.264在ADSP-BF561上的实现与优化

文章摘要：1.2.4 整数变换H.264对残差图像的4×4整数变换技术，采用定点运算来代替以往DCT变换中的浮点运算。以降低编码时间，同时也更适合硬件平台的移植。1.2.5 熵编码H.264支持两种熵编码方法，即CAVLC(基于上下文的自适应可变长编码)和CABAC(基于上下文的自适应算术编码)。其中CAVLC的抗差错能力比较高，但编码效率比CABAC低；而CABAC的编码效率强，但需要的计算量和存储容量更大。1.2.6 去方块滤波去方块滤波的作用是消除经反量化和反变换后重建图像中由于预测误差产生的块效应，从而改善图像的主观质量和预测误差。经过滤波后的图像将根据需要放在缓存中用于帧间预测，而不是仅仅用来

H.264在ADSP-BF561上的实现与优化,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com
1.2.4 整数变换
　　H.264对残差图像的4×4整数变换技术，采用定点运算来代替以往DCT变换中的浮点运算。以降低编码时间，同时也更适合硬件平台的移植。
1.2.5 熵编码
　　H.264支持两种熵编码方法，即CAVLC(基于上下文的自适应可变长编码)和CABAC(基于上下文的自适应算术编码)。其中CAVLC的抗差错能力比较高，但编码效率比CABAC低；而CABAC的编码效率强，但需要的计算量和存储容量更大。
1.2.6 去方块滤波
　　去方块滤波的作用是消除经反量化和反变换后重建图像中由于预测误差产生的块效应，从而改善图像的主观质量和预测误差。经过滤波后的图像将根据需要放在缓存中用于帧间预测，而不是仅仅用来改善主观质量，因此该滤波器位于解码环中。对于帧内预测，使用的是未经过滤波的重建图像。
2 算法实现
2.1 平台选择
2.1.1 ADSP-BF561芯片介绍
　　ADSP-BF561是Blackfin系列中的一款高性能定点DSP视频处理芯片。其主频最高可达750 MHz，内核包含2个16位乘法器MAC、2个40位累加器ALU、4个8位视频ALU，以及1个40位移位器。该芯片中的两套数据地址产生器(DAG)可为同时从存储器存取双操作数提供地址，每秒可处理1 200兆次乘加运算。芯片带有专用的视频信号处理指令以及100KB的片内L1存储器(16 KB的指令Cache，16 KB的指令SRAM，64 KB的数据Cache/SRAM，4 KB的临时数据SRAM)、128 KB的片内L2存储器SRAM，同时具有动态电源管理功能。此外，Blackfin处理器还包括丰富的外设接口，包括EBIU接口(4个128 MB SDRAM接口，4个1 MB异步存储器接口)、3个定时/计数器、1个UART、1个SPI接口、2个同步串行接口和1路并行外设接口(支持ITU-656数据格式)等。Blackfin处理器在结构上充分体现了对媒体应用(特别是视频应用)算法的支持。

www.88dzw.com

2.2.2.3 代码层次优化
　　针对ADSP-BF561平台，代码层次的优化工作包括以下几个方面：
　　(1)内联函数。将经常调用的函数体较小的函数改为内联。编译条件中有关于内联函数优化的选项。内联函数的使用是将代码的大小和运行效率取一个折中。根据实际情况，代码的大小并非限制条件，所以应尽可能多地使用内联函数。在项目配置中选中when declared inline选项。
　　(2)跳转预测。ADSP-BF561采用了静态预测的方式来预测有条件判断情况，预测不成功会造成4～8个内核时钟（CCLK）的延误。如果事先知道某些跳转的概率，将可能性最大的分支放在最前面，可以从概率上降低预测不成功而造成的stall。
　　(3)使用硬件支持循环。对于大部分平台，将一些循环体小的循环展开也能提高效率。ADSP-BF561有两组硬件计数器用以支持循环。所以除非是展开三层以上的循环，否则，展开循环体不能提高效率。
　　(4)内存。嵌入式系统的内存是非常宝贵的资源。避免频繁的动态申请和释放内存，能减少碎片产生，提高内存的利用率。X264工程也不会频繁地申请释放内存。在项目中，具体做法是编写平台相关的malloc和free函数。将经常使用的中间数据在L1数据空间中分配。
　　(5)注释不需要代码。去掉代码中不需要的部分，主要会去掉CAVLC以及部分码率控制、csp、cpu、信息统计、调试和psnr计算等部分代码，这样做的目的是为了减小文件大小和去除代码中的一些跳转。不建议删除代码，可以使用注释符或用宏切换的方式，以防止以后参数改变时需要使用未使用过的代码。
2.2.2.4 平台层次优化
　　ADSP-BF561相应的编程参考和硬件参考对其平台特性有详细介绍。一些平台自带的优化功能，如CACHE的开启和配置等不专门在此讨论。
　　(1)汇编代码编写
　　使用汇编优化有两个方法：对于LEAF函数（函数体中不再调用其余函数），采用整个函数完全用汇编指令重写的方式；而对于NONLEAF函数则可使用asm关键字，在C代码中嵌入汇编代码。在汇编代码的编写过程中一些情况会造成流水线stall，在编写汇编代码时要特别注意避免这些情况。IDE集成了PIPLELINE VIEWER工具，如图4所示。在编写完成汇编代码后，可使用该工具观察运行时流水线的情况。如果有stall等出现，会给出原因，优化人员根据工具分析结果重新更改代码，提高执行效率。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5]  下一页