怎么实现基于ADSP-BF561的H.264编码器设计？

906 ADSP

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 在DSP平台上进行视频产品开发有什么优势？怎么实现基于ADSP-BF561的H.264编码器设计？ 0
2021-6-7 06:46:01　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报李丽华相关推荐 • 如何去实现并优化一种H.264视频编码器？ 1667 • 请问ADSP-BF561中文资料为什么无法下载 ? 1558 • 怎样去设计一种低码率实时H.264视频编码器？ 1370 • 怎么设计基于DSP的H.264编码器电路？ 2030 • H.264编码器在TM320DM6446的实现步骤是什么？ 1759 • 采用FPGA和NiosII实现实时H264视频编码器 2064 • 请问怎样去实现H.264/AVC视频编码标准？ 1194 • 针对硬件实现的H.264视频编码算法改进，不看肯定后悔 1331 • H.264视频编码传输的QoS特性是什么 1053 • H.264的编码如何在嵌入式设备中实现 2572 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　互联网的带宽越来越大，基于互联网的信息特别是声音图像实时数据的传输已经成为可能。视频和音频数据的传输正好充分利用了互联网带宽，并达到了实时交流以及进行远程开会的可能。视频会议系统相比传统的电话会议更充分利用了互联网资源，从而降低了运营成本。　　视频编码器是视频会议系统的主要构成部分。目前视频压缩标准有H.261、H.263、MPEG4和H.264等。新一代视频编码标准H.264与以往标准相比具有压缩率高，网络亲和性好，视频质量优越等优点。H.264引入了许多当前视频编码中的新技术，使得在相同的重建图像质量下，编码效率比H.263和MPEG-4高50％左右。因此，视频编码器设计中采用了H.264编码标准，编码器主要通过美国AD公司的BF561 DSP芯片实现。目前，视频处理方案也已经由前几年的ASIC方案转向DSP平台。在DSP平台上进行视频产品开发有以下几方面的优势：第一，用户开发自由度更大，支持多种个性化开发，可以适应市场不断提出的新要求，在第一时间提升产品性能，增强产品的竞争能力；第二，DSP处理能力强，可以在一个DSP上同时实现多路音、视频信号的压缩处理；第三，开发周期短，能实现快速技术更新和产品换代，各种新出现的快速及优化算法可灵活进行升级。　　1 BF561介绍　　BF561采用了对称双核的架构，在一颗BF561芯片内部集成了2个BF533 DSP内核，2个内核主频都可以高达600 MHz，支持并行处理。BF561处理器的特性保证了其强大的数字信号处理能力，并且支持低电压低电流供电，能够满足多功能的数字消费类产品对于性能、功耗方面的要求。　　1.1 DMA介绍　　Blackfin处理器用直接存储器访问（DMA）在存储器之间或存储器与外设之间传送数据。DMA控制器可在存储器和片上外设（外设DMA）之间进行数据传送，以及在L1／L2／L3存储器间进行数据传送（存储器DMA或MDMA）。DMA控制器是Blackfin处理器架构中的重要组件，完全独立于内核，不会进行周期挪用，完全无需占用处理器内核周期。在理想的应用配置中，内核只需要设置DMA控制器，并在数据调用过程中响应中断。　　BF561有3个独立的DMA控制器DMA1，DMA2和IMDMA。DMA1和DMA2控制器各有12个外设DMA通道和4个存储器DMA通道。IMDMA控制器有4个存储器DMA通道。　　1.2 基于描述符的DMA 　　基于描述符的DMA传送需要存储于存储器中的参数来初始化一个DMA队列。描述符包括所有需对DMA控制寄存器正常编程的参数。描述符允许把多个DMA队列链接在一起。在基于描述符的DMA操作中，可以对一个DMA通道编程，以便在当前传送队列完成后，自动设置和启动其他DMA传送过程。在管理一个系统的DMA传送过程时，基于描述符的模型能提供最大的灵活性。　　描述符列表模型分为描述符列表“小”模式和描述符列表“大”模式。在描述符列表“小”模式中，描述段包括一个16位字段，用以指向下一描述符入口地址的低16位，地址的高16位通过寄存器编程得到且保持不变，限制描述符在存储器的一个特定64 KB大小的页中。当描述符需要跨页时，可用能提供32位入口地址的描述符列表“大”模式。　　2 H．264视频编码器构成　　H．264编码器由视频采集、数据格式转换、H.264编码3部分组成。视频采集部分负责捕获图像，并且将捕获到的图像通过PPI接口填充到指定的视频帧缓冲区中。数据格式转换部分完成将输入的4：2：2格式的图像转换成H-264编码器能够编码的4：2：0格式的数据。H.264编码部分负责对4：2：0格式图像编码。　　在本视频编码器设计中，BF561 A核用于运行操作系统和协议栈，而H.264算法在B核实现。　　2.1 视频采集　　视频采集是由摄像头OV7660完成，OV7660是美国OmniVision公司开发的一款CMOS彩色图像传感器芯片，支持VGA，QVGA，GIF等多种分辨率。视频输出格式有Raw RGB，GRB 4：2：2和YUV/YCb-Cr（4：2：2）。在本设计中，选择CIF YVYU（4：2：2）格式，需要设置其相应寄存器COMl＝0X00，CLKRC＝OX80，COM7＝0X30，TSLB＝0X05。摄像头配置完后，打开PPIO将视频数据填充到Blackfin处理器的视频帧缓冲区中。采用基于描述符的PPI DMA可以很容易的实现乒乓缓冲，从而确保不会覆盖尚未处理完毕的输入数据。　　乒乓缓冲的原理如图1所示。　　　　设置两个CIF 4：2：2帧大小的输入缓冲区，首先输入数据通过PPI接口填充到4：2：2视频帧1中，当第一帧数据填充满时，处理器对这帧数据进行MDMA搬移和压缩编码等操作，与此同时，PPI继续填充第二个视频帧。当第二个视频帧填充满时，处理器处理第二个视频帧同时填充第一个视频帧。利用乒乓缓冲，数据将源源不断地填充到两个视频帧中。　　2.2 数据格式转换　　视频采集到的图像是交织的4：2：2格式的YUV视频数据，而H.264视频编码算法对4：2：O格式的视频数据进行压缩。4：2：O格式数据的亮度值缓冲区和色度值缓冲区是分离的，利用MDMA搬移，可以实现亮度缓冲区和色度缓冲区的分离。　　CIF YVYU（4：2：2）格式数据如表1所示，CIF 4：2：O格式数据如表2所示。4：2：2格式图像一个宏像素中有4个Y分量，2个U分量和2个V分量。4：2：0格式图像一个宏像素中有4个Y分量，1个U分量和1个V分量。Y，U和V的存储区是分开的，Y在前，然后是U，最后是V。　　　　把4：2：2格式转换成4：2：O格式，要保留所有的Y，并取第0，2，4，……行的U和第1，3，5……行的V。采用基于描述符列表“大”模式的MDMA，需要三对描述符source_y，dest_y，SOurce_u，dest_u，SOUrce_v，dest_v，形成源和目的两个描述符链表，进行Y，U和V的从交织的4：2：2格式的源数据区到Y，U和V分离的目的数据区的搬移。　　当一帧CIF 4：2：2格式数据通过PPI填充到一个Blackfin处理器的视频帧缓冲区中，产生中断，在中断处理子程序中启动MDMA，分离亮度值和色度值，然后交给H．264编码器进行编码。　　　　2．3 H．264编码　　等待产生一帧4：2：O格式数据后，对这一帧数据执行H．264编码，之后继续等待4：2：0格式数据的产生，直至编码结束。　　3 实验结果与分析　　实验中，H.264编码器对摄像头采集到的图像编码，并将压缩码流以文件的形式保存在本地存储器中。编码结束后，用H．264的解码器对压缩码流解码，用YUVviewerPlus.exe播放解码后的视频文件。　　实验中，编码器可达到每秒钟编码15帧图像的速度。解码后的图像清晰度与在VisualDsp++5.0中用Image Viewer查看的相比，图像质量基本相同，图像很清晰。OV7660采集图像的速度是每秒钟30帧，H.264编码器没有达到实时编码。　　实验中，基于BF561的H.264编码器没有达到实时编码的原因是没有对H.264开源代码优化。由于CIF格式图像数据比较大，需要存储在外部存储器中，处理器访问外部存储器时间比较长；DCT和运动估计算法函数比较耗时，用C语言实现；程序中有一些辅助函数和打印信息等，从而影响了编码器的速度口。　　4 结语　　基于BF561的H．264编码器没有达到实时编码。未来的工作重点是利用VisualDSP++开发环境的C编译器，进行代码优化；充分利用内部存储空间资源和尽可能通过DMA、高速缓存等减少存储分配带来的片内外数据调度对系统性能的影响；对一些系统调用比较频繁、耗时较多的模块，如DCT和运动估计等，充分利用BF561的指令集，用汇编语言实现；去掉源程序中不必要的辅助函数和打印信息，以实现基于BF561的H．264编码器实时编码。　　随着消费类电子产品进一步进入普通家庭，应用H.264标准的视频会议、可视电话以及无人监控系统等也将会得到越来越广泛的应用。

2021-6-7 09:43:55 评论举报俞舟群