● 摘要
在对系统实时性要求苛刻的数字信号处理领域,为同时满足高性能和低功耗的需求,并实现尽可能短的开发周期和快速的更新换代,通用嵌入式微处理器是最好的选择。其中由ADI和Intel两家半导体厂商联合开发的基于MSA架构的Blackfin系列处理器,同时具有微控制器和数字信号处理器的双重功能,并集成了一套通用的视频处理外设,为数字图像处理和多媒体应用创建了一个完整的系统级片上解决方案。另一方面目前最新的视频编码国际标准H.264以其优异的压缩性能和良好的网络亲和性正成为实时视频通信领域的研究热点,但如上性能的提升是以增加编码复杂度为代价的,这给在嵌入式平台上实现这一算法带来了很大难度。本论文主要研究H.264低码率视频编码器在DSP上的实现与优化,并提出了一种基于嵌入式平台的H.264视频监控系统的解决方案,该方案采用Blackfin处理器作为硬件平台,可以实现视频信号的采集,压缩和传输。为平衡高压缩性能和高计算复杂度这两方面的矛盾,本文从编码算法本身以及针对特定硬件平台两方面对编码系统做了大幅优化,在系统级对整个软件架构的控制代码做了精心设计,引入了并行控制与流水线的思想,提出了改进的双级控制架构;在算法级专注于帧内和帧间模式选择技术的优化,针对模式选择技术提出了两点改进:基于统计门限的16x16块帧内预测算法和基于图像纹理特征的自适应4x4块帧内预测算法;在代码级针对嵌入式平台的特点作了相应改进。目前,本系统能实现H.264标准的Baseline Profile框架下的CIF图像的准实时压缩编码,码率控制在230kbps,但编码帧率有待提高。
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