高可靠性DSP+FPGA高清视频编码器优化设计

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随着多媒体技术的高速发展,数字视频的应用范围越来越广泛,不仅丰富了人们的日常生活,而且在航空航天等高科技领域也发挥着越来越重要的作用,因此针对不同的应用环境设计具有特定性能的视频编解码器成为了数字视频压缩与传输技术领域的发展趋势。本文即针对高空特殊复杂的环境设计了基于DSP+FPGA架构的高可靠性高清视频编码器。此编码器选择TMS320C6415DSP处理器为实现的硬件平台,保证了其在高空条件下工作的高可靠性,视频压缩算法选择H.264的三大开源编码器之一的X264,结构简单,但却不失高的压缩性能。此外,此编码器与其他DSP+FPGA架构编码器不同的是,FPGA作为辅处理器,除了具有视频接口的功能,还将负责部分算法模块的实现,大大增加了DSP的优化空间。本文首先对H.264/AVC视频压缩标准和X264开源代码进行了深入的研究,在此基础上将X264编码器移植到DSP平台,根据对主要算法模块的性能测试和分析,对DSP和FPGA进行了功能划分,对编码器的结构进行了详细设计,并对DSP中的功能模块进行了优化,主要包括:接口分离、程序精简、C语言优化、编译器的优化以及基于DSP两级CACHE结构的优化等,经过以上优化,编码速度提高了约12倍。
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