《avs2视频解码器在tms320c6678上优化和实现论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《avs2视频解码器在tms320c6678上优化和实现论文（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 AVS2 视频视频解码器在解码器在 TMS320C6678 上的上的 优化和实现优化和实现 Optimization and Realization of AVS2 Video Decoder Based on TMS320C6678 学科专业：信息与通信工程 研 究 生：魏飒 指导教师：张涛 副教授 天津大学电子信息工程学院 二零一四年十二月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 天津大学天津大学 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。
2、 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津大学天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权 天津大学天津大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘摘 要要 现在国际上主流的视频标准主要有 H.26x
3、 系列和 MPEG 系列。其中，H.264 标准的复杂度非常高、专利费也很昂贵。AVS2 是我国新一代具有自主知识产权 的音视频编解码标准，在性能方面与 H.264 相当，但在复杂度方面却远远低于 H.264，而且其专利费比 H.264 便宜很多。目前，AVS2 视频解码器在软件方面和 硬件方面的发展不够成熟， 离实现产业化的目标还有很长的路要走。 DSP 以其数 字信号处理方面的优势，特别适合于音视频编解码应用。基于以上的背景，本文 选取 TMS320C6678 作为硬件平台，提出了 AVS2 解码器在 TMS320C6678 上的 优化和实现方案。 论文的主要研究内容如下： 首先，阐述了视
4、频压缩技术的研究现状、课题的研究背景及研究意义。详细 介绍了国内外视频编码标准的发展历程， 分析了视频解码器的关键技术以及解码 器的体系结构，详细介绍了本文使用的硬件平台和开发工具 CCS，以及 DSP 软 件开发与优化流程。 然后，阐述了将 AVS2 视频解码器移植到 TMS320C6678 平台的过程。由于 TMS320C6678 平台的开发环境和资源与 PC 平台的并不相同，移植的过程中， 分别从运行支持库、内存分配、变量定义等方面进行调整，最终 AVS2 视频解码 器可以正常运行在 TMS320C6678 平台上。 最后，对该解码器进行优化。在研究 AVS2 视频编解码标准的基础上研究
5、了 AVS2 视频解码器的关键技术，例如：熵解码、反量化和反变换、帧内和帧间预 测、 环路滤波等。 接着从 DSP 平台和 C 语言级两个方面对其进行了优化。 最后， 利用 Intel VTune 分析工具对视频解码器的瓶颈和耗时情况进行分析，并根据分 析结果对视频解码器的关键模块进行了重点优化。 测试结果表明，优化后的视频解码速度得到了很大提高，1280*720 分辨率 的视频能够达到每秒 30 帧的解码要求。 关键词关键词： AVS2；解码；TMS320C6678；移植；优化 ABSTRACT At present, H.26x series and MPEG series are the
6、 international video stands. Among these video standards, H.264 is more complicated than others and its patent costs is higher than others. AVS2 is Chinas audio and video standards with independent intellectual property rights, which have many advantages. For example, its framework and performance a
7、re similar with H.264, but its complexity is much lower than H.264. Currently, the hardware and software of AVS2 video standards are in developing stage. Large amount of work should be done before realizing industrialization, so that the research of AVS2 video realization and optimization is present
8、ed in this paper, which is based on TMS320C6678 hardware platform. The main research contents are as follows: Firstly, the present situation of video compression standards, the research background and significance are shown in this section. This section retrospects the history of the international v
9、ideo standards. All the key techniques are analysised in detail. Then a detailed description of the hardware platform used in this paper is expressed. Development tools and software development process are also introduced here. Secondly, the process of how to transplant video decoder to TMS320C6678
10、is shown in this section. The development environment of PC is different from the development environment of DSP platform, so the memory allocation, variable definition, support database, etc. are modified. At last, the AVS2 video decoder can work on the DSP platform correctly. Finally, the video de
11、coder which has been planted into the DSP platform is optimized. AVS2 video standard is studied. Then the key techniques of AVS2, such as entropy decoding, inverse transform, dequantization, intra and inter prediction, and loop filter, are also studied. Consequently, the decoder is optimized in the
12、aspects of C language and DSP platform. And then the video decoders bottlenecks and time-consuming situation are analyzedAt last the key modules of AVS2 video decoder are optimized especially. The results of optimization show that the speed of video decoder has been greatly improved. To some extent,
13、 the video format of 1280*720 can meet the requirement of real-time decoding. KEY WORDS: AVS2; decoding; TMS320C6678; Transplantation; Optimization 目目 录录 第一章 绪论. 1 1.1 引言. 1 1.2 视频压缩技术的研究现状. 1 1.2.1 国际视频压缩标准现状 2 1.2.2 我国视频标准（AVS 系列）简介 . 3 1.3 课题的研究背景及意义. 3 1.3.1 课题的研究背景 4 1.3.2 课题的研究意义 4 1.4 论文的研究工作
14、和内容安排. 4 第二章 AVS2 视频编解码技术特点研究 6 2.1 AVS2 标准的体系结构 . 6 2.2 AVS2 标准的比特流结构及其层次关系 . 7 2.3 AVS2 视频标准中关键技术分析 12 2.3.1 熵解码. 12 2.3.2 重排序. 13 2.3.3 反变换和反量化. 14 2.3.4 帧间预测. 14 2.3.5 帧内预测. 15 2.3.6 环路滤波. 15 2.4 本章小结 16 第三章 AVS2 视频解码器的实现 17 3.1 AVS2 视频解码器的硬件平台 17 3.1.1 DSP 概述 17 3.1.2 DSP 的特点 17 3.1.3 DSP 的选型 1
15、9 3.1.4 TMS320C6678 概述 20 3.2 DSP 程序开发基本流程 . 23 3.2.1 DSP 程序开发流程 23 3.2.2 DSP 程序开发工具 CCS 简介 24 3.3 AVS2 视频解码器的实现 25 3.4 本章小结 27 第四章 AVS2 视频解码器的移植与优化 28 4.1 解码器的程序分析与整体实现策略 28 4.2 解码器移植 30 4.2.1 移植和优化的目的. 30 4.2.2 解码器移植. 30 4.3 DSP 平台相关优化 . 34 4.3.1 硬件平台的瓶颈 . 34 4.3.2 编译器优化选项 . 35 4.3.3 使用缓存机制进行优化. 3
16、6 4.3.4 对数据类型的考虑. 39 4.4 解码器的初步优化 . 39 4.4.1 内联指令的使用 . 39 4.4.2 减少函数调用 . 40 4.4.3 数据类型和关键字的使用 . 40 4.4.4 软件流水 . 41 4.4.5 取余和除法的优化 . 42 4.4.6 减少判断 . 43 4.4.7 对函数接口的修改 . 43 4.4.8 线性汇编的使用 . 44 4.5 解码器关键模块的优化 44 4.5.1 vtune 工具介绍 45 4.5.2 解码器耗时分析. 46 4.5.3 熵解码模块优化. 48 4.5.4 残差解析模块优化. 50 4.6 AVS2 视频解码器的性能测试 54 4.7 本章小结 54 第五章 总结与期望 55 参考文献. 56 发表论文和参加科研情况说明. 59 致 谢. 60 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 引言 当今社会是一个信息社会， 其重要特征就是多媒体技术广泛应用于人们的社 会生活中。而人类获得的外界多媒体信息的 70%都来自于
