本文選題：x264 + 多核DSP��； 參考：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)》2016年碩士論文

【摘要】：圖像是人們獲取信息最直觀、最重要的來(lái)源。隨著工業(yè)控制、航天等領(lǐng)域?qū)D像質(zhì)量要求的逐步提升以及圖像傳感器技術(shù)和處理器的發(fā)展,高幀頻、高分辨率成像技術(shù)有了快速的發(fā)展,且應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。高幀頻、高分辨率成像技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量的圖像數(shù)據(jù),為了在有限的帶寬內(nèi)實(shí)時(shí)獲取圖像信息,需對(duì)圖像實(shí)時(shí)壓縮,因此圖像的實(shí)時(shí)壓縮成為研究的重點(diǎn)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)H.264圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)和多核DSP的研究,以x264開(kāi)源代碼為基礎(chǔ),在TMS320C6678上展開(kāi)H.264并行編碼以及相應(yīng)優(yōu)化技術(shù)的研究。首先,論文闡述了圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)和圖像壓縮實(shí)現(xiàn)技術(shù)現(xiàn)狀,從多種壓縮標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)中選取x264開(kāi)源代碼加多核DSP模式實(shí)現(xiàn)H.264標(biāo)準(zhǔn)的圖像壓縮。其次,介紹了TMS320C6678的硬件結(jié)構(gòu)、軟件編程結(jié)構(gòu)、核間通信模型、并行調(diào)度方案以及多核加載模式,為后面x264代碼的并行與優(yōu)化以及壓縮平臺(tái)上電自起奠定了基礎(chǔ)。然后,對(duì)H.264圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)以及并行算法相關(guān)知識(shí)展開(kāi)說(shuō)明。從圖片組、幀、片以及宏塊四個(gè)層次對(duì)H.264的并行壓縮編碼技術(shù)進(jìn)行了分析,通過(guò)對(duì)比選取Slice級(jí)為并行編碼模型。最后結(jié)合x(chóng)264開(kāi)源代碼特點(diǎn)在TMS320C6678平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了H.264標(biāo)準(zhǔn)的圖像編碼,主要做的工作包括:編寫上位機(jī)軟件,用于向壓縮平臺(tái)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)與接收壓縮數(shù)據(jù);修改x264源碼使其符合CCS編譯規(guī)則,調(diào)整內(nèi)存布局,在DSP上初步實(shí)現(xiàn)H.264圖像壓縮編碼;采用動(dòng)態(tài)Slice劃分和靜態(tài)Slice劃分算法將一幀圖像劃分為若干片,利用OpenMP并行調(diào)度方案,將劃分后的Slice分配到C6678的core0-core6實(shí)現(xiàn)編碼器的Slice級(jí)并行;采用項(xiàng)目級(jí)優(yōu)化、內(nèi)聯(lián)函數(shù)嵌入、軟件流水等方式對(duì)編碼器進(jìn)行優(yōu)化,提高編碼速率。通過(guò)對(duì)編碼器并行化與優(yōu)化處理前后編碼速率的比較,基于TMS320C6678平臺(tái)的編碼速率由3.30幀/秒提升到159.98幀/秒。由此可以看出對(duì)編碼器的片級(jí)并行處理與后續(xù)優(yōu)化有效的提升了編碼速率。
[Abstract]:Image is the most direct and important source of information. With the gradual improvement of image quality requirements in industrial control, aerospace and other fields, as well as the development of image sensor technology and processor, high frame rate, high resolution imaging technology has been rapidly developed, and its application is becoming more and more extensive. High frame rate, high resolution imaging technology will produce a lot of image data. In order to obtain image information in a limited bandwidth, real-time image compression is needed, so real-time image compression becomes the focus of research. To solve this problem, based on the research of H.264 image coding standard and multi-core DSP, and based on x264 open source code, this paper develops the research of H.264 parallel coding and corresponding optimization technology on TMS320C6678. Firstly, this paper describes the current situation of image compression standard and image compression implementation technology, and selects x264 open source code and multi-core DSP mode to realize H.264 image compression from various compression standards and implementation technologies. Secondly, the hardware structure, software programming structure, inter-core communication model, parallel scheduling scheme and multi-core loading mode of TMS320C6678 are introduced. Then, the H.264 image compression standard and related knowledge of parallel algorithms are explained. The parallel compression coding technology of H. 264 is analyzed from four levels: picture group frame slice and macroblock. Slice level is chosen as the parallel coding model by comparison. Finally, the image coding of H.264 standard is implemented on TMS320C6678 platform with the characteristics of x264 open source code. The main work includes: writing the upper computer software to send image data and receive compressed data to the compression platform; Modifying x264 source code to conform to CCS compiling rules, adjusting memory layout, realizing H.264 image compression coding on DSP, using dynamic slice partition and static slice partition algorithm to divide a frame image into several pieces, using OpenMP parallel scheduling scheme, The partition slice is allocated to the core0-core6 of C6678 to realize the slice level parallelism of the encoder, and the encoder is optimized by item level optimization, inline function embedding, software pipelining and so on, so as to improve the coding speed. The encoding rate based on TMS320C6678 platform is increased from 3.30 frame / s to 159.98 frame / s by comparing the coding rate before and after the parallelization and optimization of the encoder. It can be seen that the chip level parallel processing and subsequent optimization of the encoder can effectively improve the coding rate.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.81

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本文編號(hào)：2015703