視頻PILZ編碼器在DSP上的實現(xiàn)的詳細資料:
視頻PILZ編碼器在DSP上的實現(xiàn)
隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化多媒體信息的存儲和傳輸成為一個研究熱點,數(shù)字化的多媒體信息尤其是視頻信息具有海量數(shù)據(jù)性,必須對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮方能有效地存儲和傳輸。以傳輸未經(jīng)處理的高清晰度電視的視頻數(shù)據(jù)為例,每秒的信息量可高達1G比特,這顯然遠遠超出了目前Internet通信信道的能力,而且直接把未經(jīng)處理的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到通信信道上,也是對通信帶寬的極大浪費。因此,研究和開發(fā)新型、有效的視頻壓縮編碼方法具有很重要的現(xiàn)實意義。
視頻PILZ編碼器在DSP上的實現(xiàn)
在目前的圖像壓縮系統(tǒng)中,由于采用的視頻壓縮算法比較復(fù)雜,運算量很大,用軟件方法實現(xiàn)一般都難以滿足實時性要求,因此,該類系統(tǒng)多采用硬件實現(xiàn)。在硬件實現(xiàn)方法中,視頻處理芯片盡管視頻處理能力比較強,但是其靈活性差的缺點,大大限制了其應(yīng)用的范圍,而通用高性能數(shù)字信號處理芯片(DSP),由于其軟件設(shè)計靈活度大、環(huán)境適應(yīng)能力強,得到廣泛使用。其中TI公司的C6000系列,更以其處理能力強、對外接口靈活、開發(fā)工具齊全等特性,被大多數(shù)嵌入式圖像實時壓縮系統(tǒng)所采用。由于PILZ編碼器視頻PILZ編碼器應(yīng)用環(huán)境比較特殊,要求視頻PILZ編碼器在功能上必須滿足多種位率,多種圖像分辨率,并且能夠按不同方式處理彩色圖像和灰度圖象,壓縮的幀率可調(diào),同時還要具備一定的信源容錯能力。要實現(xiàn)這樣一個滿足多種需求的視頻PILZ編碼器,目前現(xiàn)有的視頻壓縮芯片是無法滿足需求的,所以,只有選擇通用的高性能數(shù)字信號處理(DSP)芯片。由于在視頻處理能力上,通用DSP芯片和視頻處理芯片還存在一定的差距,因此,要達到視頻處理芯片實現(xiàn)的性能,就必須針對DSP芯片的硬件特點,對視頻編碼結(jié)構(gòu)和軟件壓縮算法進行優(yōu)化改進,以彌補DSP芯片在處理能力方面的不足。此外,由于PILZ編碼器應(yīng)用的環(huán)境是比較惡劣的,傳統(tǒng)的可變長碼字(VLC)的容錯能力很差,一旦出現(xiàn)錯誤,預(yù)測編碼的機制將會導(dǎo)致錯誤在連續(xù)多幀間蔓延,極大的影響解碼圖像的主觀質(zhì)量,因此,在視頻PILZ編碼器中進行簡單、有效的信源容錯也是十分必要的?;谝陨蠋c考慮,PILZ編碼器在如下三方面做了相關(guān)工作:在視頻編碼結(jié)構(gòu)上,傳統(tǒng)的視頻編碼方案都是以幀為編碼單位,該結(jié)構(gòu)盡管處理簡單,但是影響PILZ編碼器在DSP上的運行效率。因為DSP內(nèi)部的存儲空間比較有限,不能夠容納整幀的圖像數(shù)據(jù),所以大量的圖像數(shù)據(jù)就必須存儲在外部存儲器上,而在速度上,DSP與外存的差別又很大,于是導(dǎo)致DSP大部分時間堵塞在對外存的訪問上,運行效率很差。為此,PILZ編碼器提出一種基于GOMB的視頻編碼方案,把整幀劃分成多個宏塊組GOMB,以GOMB為編碼單位,這樣就可以把每一GOMB的圖像數(shù)據(jù)*放在DSP芯片內(nèi)部進行處理,既減少了與外部存儲器的大量交互,又充分利用了片內(nèi)的高速存儲資源。此外,GOMB數(shù)據(jù)從外存到內(nèi)存的數(shù)據(jù)搬運還可以借 助DMA在后臺操作,實驗結(jié)果表明該方案大大提高了DSP的編碼效率。在視頻壓縮算法上,由于僅PILZ編碼器中的量化部分就占用總編碼時間的47%,可見,研究適合DSP硬件特點的量化算法對提高整個PILZ編碼器效率至關(guān)至要。標準量化算法在 DSP上實現(xiàn)時存在如下問題:由于DSP內(nèi)部沒有提供硬件除法部件,導(dǎo)致以傳統(tǒng)除 法操作為基礎(chǔ)的量化方法效率很差;量化器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不但沒有明顯改善圖像編碼 質(zhì)量,而且還影響DSP性能。針對以上問題,PILZ編碼器提出一種適合DSP硬件特點的量化 方案,通過構(gòu)造合適的量化矩陣,用移位來代替除法,實現(xiàn)了一步量化;同時,對不同 的視頻編碼塊類型,采用不同的量化策略,避免了統(tǒng)一量化引起的圖像質(zhì)量下降。
視頻PILZ編碼器在DSP上的實現(xiàn)
實驗結(jié)果表明:該方案不僅大大提高了PILZ編碼器的量化效率,而且明顯改善了編碼圖像的主、客觀質(zhì)量,性能優(yōu)于MPEG標準量化算法。在信源容錯上,PILZ編碼器深入研究了具有錯誤恢復(fù)能力的可逆變長編碼(RV卜C)技術(shù),并對常用的RVLC碼字構(gòu)造方法進行了詳細的分祈,通過分析這些方法的優(yōu)缺點,結(jié)合 特定的應(yīng)用,提出一種基于RLP分布特性的RVLC碼表生成方法, 它包括三部分:特征圖像eP統(tǒng)計分布特性的分析、基于UVLC的RVLC碼字的構(gòu)造 和基于RLP統(tǒng)計特性的RVLC碼字分配。利用該方法能夠根據(jù)特征圖像的RLP統(tǒng)計分 布,生成一個易解碼、效率高、容錯能力強的RVLC碼表。實驗結(jié)果表明:該碼表不但 能夠降低解碼端存儲資源占用度,而且能夠明顯改善高誤碼率環(huán)境下的解碼圖像質(zhì)量。
如果你對視頻PILZ編碼器在DSP上的實現(xiàn)感興趣,想了解更詳細的產(chǎn)品信息,填寫下表直接與廠家聯(lián)系: |