H.264在ADSP-BF561上的实现与优化

文章摘要：3.3 不同数据总线频率下测试结果对于不同的总线频率，优化后编码帧率不同，结果如表3所示，采用的测试序列为foreman。本文介绍了H.264标准的框架，研究了X264软件的实现方案，对ADSP-BF561处理器体系结构进行分析，提出了一套X264优化方案，包括：算法替代和改进、内联函数、汇编代码编写、高速存储器应用等。测试结果表明，优化后的算法编码效率有显著提高，具有很强的实用价值。但是，本文主要从编码速度和效率两方面对编码器进行优化，在复杂度和编码质量上仍需不断对关键算法进行分析整合，提出新的优化算法。同时，编码器的码率控制尚未完善，如何在降低计算复杂度的前提下有效进行码率控制，需进一步研

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3.3 不同数据总线频率下测试结果
　　对于不同的总线频率，优化后编码帧率不同，结果如表3所示，采用的测试序列为foreman。

　　本文介绍了H.264标准的框架，研究了X264软件的实现方案，对ADSP-BF561处理器体系结构进行分析，提出了一套X264优化方案，包括：算法替代和改进、内联函数、汇编代码编写、高速存储器应用等。测试结果表明，优化后的算法编码效率有显著提高，具有很强的实用价值。但是，本文主要从编码速度和效率两方面对编码器进行优化，在复杂度和编码质量上仍需不断对关键算法进行分析整合，提出新的优化算法。同时，编码器的码率控制尚未完善，如何在降低计算复杂度的前提下有效进行码率控制，需进一步研究。

参考文献
[1] 毕厚杰.新一代视频压缩编码标准——H.264.北京：人民邮电出版社，2005.
[2] 幻刘峰.视频图像编码技术及国际标准.北京：北京邮电大学出版社，2005.
[3] 李玉山.数字视觉视频技术.西安：西安电子科技大学出版社，2006.
[4] MICHAELURAPIS A，STTHRING K，SULLIVAN G.H.264/MPEG-4 AVC reference software manual.Joint Video Team
(JVT)of ISO/IEC MPEG&ITU-T VCEG(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16Q.6)14th Meeting, Hong Kong, PRC China 17-21，2005.

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2.1.2 ADSP-561 EZkite
　　ADSP-BF561视频编码器平台采用ADI公司的ADSP-BF561 EZ-kit Lite评估板。此评估板包括1块ADSP-BF561处理器、32 MB SDRAM和4 MB Flash，板中的AD-V1836音频编解码器可外接4输入/6输出音频接口；而ADV7183视频解码器和ADV7171视频编码器则可外接3输入/3输出视频接口。此外，该评估板还包括1个UART接口、1个USB调试接口和1个JTAG调试接口。摄像头输入的模拟视频信号经视频芯片ADV7183A转化为数字信号，此信号从ADSP-BF561的PPI1(并行外部接口)进入ADSP-BF561芯片进行压缩，压缩后的码流则经ADV7179转换后从ADSP-BF561的PPI2口输出。此系统可通过Flash加载程序，并支持串口及网络传输。编码过程中的原始图像、参考帧等数据可存储在SDRAM中。
2.2 算法选取与优化方案
2.2.1 算法选取
　　H.264实现的源代码不止一种，其中最常见的有JM、X264和T264。对比这三种实现源代码，X264比T264具有更高的效率。而且相比广泛采用的JM编码模型，X264在兼顾编码质量的同时大幅度地提升了编码速度，所以选取X264作为算法原型。
2.2.2 优化方案
　　该优化方案从三个层次对算法进行优化：算法层次、代码层次、平台层次。下面介绍具体优化方法。
2.2.2.1 编码器具体参数的选择
　　该编码器使用main档次，I、B、P帧量化值分别为26、31、29，流控参数选为CBR。IDR帧间隔设为50，B帧间隔为2帧。这样的选择是为了在速度和运算量上取折中。选用B帧并将其量化值加大，可比baseline档次、IPPP结构提高约10%的压缩率。而B帧的计算量，因其不用做参考帧，故无需进行去块滤波和插值计算，在31的qp下，很多块会被判做skip模式编码，因而多数时B帧总运算量候反而较P帧低。
2.2.2.2 算法层次的优化
　　算法层次的优化主要是指在参数选定的情况下，对部分算法所作的替换或优化。和参数的选择一样，算法层次优化也主要受优化策略的指导。如运动匹配准则是选用SSD、SAD或SATD。如果只看中准确程度，则选择SSD最佳；如果只看中运行速度，则选择SAD最佳；如果要兼顾二者，则选用SATD是比较好的一个方案。在进行算法优化时还应该注意一个问题，即要考虑实际运行平台的支持情况。如在追求速度的策略下，匹配准则选用SAD，如果只计算一半的点则会大大降低运算速度。但是如果考虑ADSP-BF561汇编指令的设计情况，就会发现这样做反而会增加指令数，会使速度更低。算法层次优化包括如下几个部分：

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