基于DM642的H.264编码算法优化与实现

　　H．264是ITU．T和ISO／IEC联合推出的最新一代视频编码标准，与之前的H．263 或者MPEG．4标准相比，其在保证相同图像质量的情况下，节约约50％的码率。另外， H．264具有良好的网络亲和力，因而很适合实时视频通信。尽管H．264具有无可比拟的压缩率，但是它的高复杂度已经成为其在工程应用尤其在实时视频领域的瓶颈。因此，研究H．264视频编码的快速算法就具有十分重要的理论和现实意义。 TI公司的高性能多媒体信号处理器TMS320DM642具有600M的主频，峰值指令运行速度可达4800MIPS，拥有64个EDMA通道，采用两级缓存机制，其强大的处理和接口能力使它非常适合基于口和无线网络的音视频传输、安全监控等视频图像处理领域的应用。本文主要研究H．264基本档次编码器在DM642上的优化与实现，以实现监控系统 CIF视频的实时编码。编码器采用三大开源代码之一的x264，移植内容包括：删除x86 平台下的汇编代码，使之成为纯C代码；定义、修改部分数据类型的长度，以适应DSP 平台；精简部分基本档次不必要的代码；添加DSP平台下的应用库，编写配置文件，分配存储空间，最后实现x264在DM642上的正确编码。本文在充分掌握H．264编码标准及其关键技术的基础上，对编码器进行了优化，优化过程包含H．264算法的优化和x264代码的优化。算法级优化包括视频图像预处理、帧内预测模式优化、帧间预测分割模式优化、代价函数计算准则优化、及查表优化等，然后介绍了基于后处理插值技术的视频编码方案，并得到优化前后的数据对比。代码级的优化包括编译器选项优化、EDMA和乒乓缓存技术优化、编写手工汇编优化及存储器优化等，并得到优化前后的数据对比。实验结果表明，与未优化的H．264基本档次编码器相比，优化后的H．264编码器的运行速度得到了显著提高，对于CIF视频，由每秒编码不到1帧提高到了每秒能够编码20至35帧，完全满足监控系统的编码要求。