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基于MDSP的并行MPEG-4视频编码器的设计与实现

作　者: 王旭群
导　师: 许邦建
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 软件工程
关键词: MDSP MPEG-4 并行编码器 并行编程模型
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 38次
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内容摘要


随着数字电视、网络视频流和DVD技术的广泛应用,视频压缩已经成为了广播和娱乐媒体的最基本的组成部分。MPEG-4标准经过多年的发展,已经成为目前最为成熟的视频编码标准,广泛应用于数字电视、动态图像、实时多媒体监控、基于内容存储和检索的多媒体系统、基于面部模型的视频会议和演播电视等。为了满足实时高效编码的需求,实现基于多核处理器上的视频编码成为了当前研究的热点。本文在深入研究多核芯片MDSP体系结构和MPEG-4视频编码标准中各种算法的基础上,设计并实现了基于MDSP的并行MPEG-4视频编码器,取得较高的性能加速比。本文的主要工作和成果包括以下几个方面。1.深入研究MPEG-4视频编码标准,对编码过程中的各种算法进行细致的分析,实现了MPEG-4简单档次的软件视频编码器;2.深入研究MDSP体系结构,对MDSP内部各处理器之间不同通信方式的性能进行统计与分析,设计了基于MDSP的并行编程模型和数据通信方案;3.详细分析了视频编码过程中各步骤存在的数据相关性,针对MDSP体系结构的特点,设计并实现了并行MPEG-4视频编码器,提出一种结果数据组装的方法,实现结果数据的组装,输出最终的结果。4.根据MDSP在RTL级实验平台上对多核和单核视频编码器效率的统计,对多核与单核编码器性能进行了比较。

全文目录


摘要  11-12
ABSTRACT  12-13
第一章 绪论  13-20
  1.1 课题研究背景  13-15
    1.1.1 DSP芯片发展  13-14
    1.1.2 多核DSP概述  14
    1.1.3 多核DSP发展现状  14-15
  1.2 视频编码标准  15-18
    1.2.1 视频编码标准的发展与现状  15-16
    1.2.2 视频压缩基本理论与技术  16-18
  1.3 课题的来源、目标及研究意义  18
  1.4 论文的主要工作及创新点  18-19
  1.5 论文的组织结构  19-20
第二章 MDSP与MDSP软件系统  20-29
  2.1 MDSP概述  20-23
    2.1.1 MDSP体系结构  20
    2.1.2 SDP  20-22
    2.1.3 Qlink通信机制  22
    2.1.4 EDMA传输  22-23
  2.2 MDSP软件系统  23-28
    2.2.1 并行编程模型  23-27
    2.2.2 预编译器  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章 单核MPEG-4视频编码器的设计与实现  29-48
  3.1 MPEG-4视频标准综述  29-34
    3.1.1 MPEG-4视频特性  29-31
    3.1.2 MPEG-4视频编码标准中的一些基本概念  31-33
    3.1.3 MPEG-4语法  33-34
  3.2 单核MPEG-4视频编码器的设计  34-47
    3.2.1 视频数据的输入与编码数据的输出  34-36
    3.2.2 MPEG-4视频编码原理  36-39
    3.2.3 运动估计与运动补偿  39-40
    3.2.4 快速DCT算法与IDCT  40-41
    3.2.5 量化与反量化  41-43
    3.2.6 熵编码  43-47
  3.3 单核MPEG-4视频编码器的性能分析  47
  3.4 本章小结  47-48
第四章 并行MPEG-4视频编码器设计  48-61
  4.1 并行算法原理  48
  4.2 图像数据划分  48-49
  4.3 I帧并行编码方案设计  49-53
  4.4 并行帧间数据相关性分析与P帧并行编码设计  53-60
    4.4.1 并行帧间预测中的数据相关性  53-55
    4.4.2 P帧并行编码设计  55-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 基于MDSP的并行MPEG-4视频编码器的实现  61-71
  5.1 并行MPEG-4视频编码器的实现  61-62
    5.1.1 相关参考数据的传输  61
    5.1.2 SDP数据传输方式的实现  61-62
    5.1.3 Qlink数据传输方式的实现  62
  5.2 数据组装  62-70
    5.2.1 数据组装的设计思想  62-63
    5.2.2 数据组装的实现  63-70
  5.3 本章小结  70-71
第六章 实验结果  71-74
  6.1 Qlink和SDP数据传输性能比较  71-72
  6.2 并行编码器性能分析  72-73
  6.3 本章小结  73-74
第七章 结束语  74-75
  7.1 工作总结  74
  7.2 工作展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
作者在学期间取得的学术成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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