1 硬件平台
1.1ADSP-BF561处理器
Blackfin561是Blackfin系列中的一款高性能定点DSP视频处理芯片。其主频最高可达750MHz,其内核包含2个16位乘法器MAC、2个40位累加器ALU、4个8位视频ALU,以及1个40位移位器。该芯片中的2套数据地址产生器(DAG)可为同时从存储器存取双操作数提供地址,每秒可处理1200M次乘加运算。芯片带有专用的视频信号处理指令以及100KB的片内L1存储器(16KB的指令Cache,16KB的指令SRAM,64KB的数据Cache/SRAM,4KB的临时数据SRAM)、128KB的片内L2存储器SRAM,同时具有动态电源管理功能。此外,Blackfin处理器还包括丰富的外设接口,包括EBIU接口(4个128MBSDRAM接口,4个1MB异步存储器接口)、3个定时/计数器、1个UART、1个SPI接口、2个同步串行接口和1路并行外设接口(支持ITU-656数据格式)等。Blackfin处理器在结构上充分体现了对媒体应用(特别是视频应用)算法的支持。
1.2 基于ADSP-BF561的视频编码器平台
Blackfin561视频编码器的硬件结构如图1所示。该硬件平台采用ADI公司的ADSP-BF561EZ-kitLite评估板。此评估板包括1块ADSP-BF561处理器、32MBSDRAM和4MBFlash,板中的AD-V1836音频编解码器可外接4输入/6输出音频接口,而ADV7183视频解码器和ADV7171视频编码器则可外接3输入/3输出视频接口此外,该评估板还包括1个UART接口、1个USB调试接口和1个JTAG调试接口。在图1中,摄像头输入的模拟视频信号经视频芯片ADV7183A转化为数字信号,此信号从Blackfin561的PPI1(并行外部接口)进入Blackfin561芯片进行压缩,压缩后的码流则经ADV7179转换后从ADSP-BF561的PPI2口输出。此系统可通过Flash加载程序,并支持串口及网络传输。编码过程中的原始图像、参考帧等数据可存储在SDRAM中。
2 H.264视频压缩编码算法的主要特点
视频编解码标准主要包括两个系列:一个是MPEG系列,一个是H.26X系列。其中MPEG系列标准由ISO/IEC组织(国际标准化组织)制定,H.26X系列标准由ITU-T(国际电信联盟)制定。I-TU-T标准包括H.261、H.262、H.263、H.264等,主要用于实时视频通信,如电视会议等。