AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。其中第二部分:视频(AVS-P2)已获批成为国家标准。它的编码效率及竞争性与国际标准MPEG-4/H.264相当,并且具有计算复杂度低,专利授权费用低等优点。实时实现AVS编码器是AVS向新一代数字音视频产业广泛应用的关键。当前对视频编码的主流实现方案主要有三种:即基于PC的软解码、基于ASIC芯片的结构和基于数字信号处理器DSP的嵌入式系统。而DSP由于其强大的运算能力和灵活性得到了越来越多的重视并逐渐成为视频编码系统的主流开发方式。本文研究的目的是在性能强大的达芬奇平台TMS320DM6446上对AVS编码器进行优化,提高编码帧率,达到实时编码的要求。主要完成的工作有:研究了AVS的主要编码算法和关键技术以及TMS320DM6446平台的特点,为编码器的优化打下基础。结合DSP小而快的特点,对AVS整体编码流程进行了改动。采用I帧和P帧分开,亮度和色度分开,使得代码可以在DSP有限的资源上按宏块依次线性处理。最后按帧完成熵编码。对于帧间运动搜索在信噪比降低不大的代价下减少了其参考范围,使其在DSP上的实现复杂度降低。编码器编码效率的提高,关键还依赖于各核心模块的效率提高,因此论文中重要内容是针对编码器各个功能模块的特点,提出核心模块专门的优化方案,以使编码器的编码速度提高。就算法优化方面,采用了全零块提前判断、Skip模式提前判断和帧间快速搜索等快速算法;就代码优化方面,采用了DSP Cache的特点,对存储器进行了合理的分配,使DSP的Cache命中率提高,并且就各个重要的功能模块进行了C语言、线性汇编和汇编的深层优化。通过上述的优化方案,AVS视频编码器在D1格式下,编码I帧达到15.23帧/秒,编码P帧达到7.35帧/秒。如果去除熵编码时间,编码I帧可以达到32.12帧/秒,编码P帧可以达到15.52帧/秒。
