机载视频图像种类多样,要求编码器具备很高的处理能力和灵活性。设计一种基于DSP和FPGA的编码器,通过对H.264/AVC算法进行适当修改,实现DSP和FPGA并行流水处理。FPGA作为DSP的协处理器,完成子像素运动估计和帧内模式预测功能,大大降低了DSP的计算负载。经测试,设计的编码器可以实现1路高清视频(HDTV1280×720,30帧/s)或者2路标清视频(SDTV720×576,25帧/s)的实时编码。同时,FPGA还可以完成遥测数据与视频码流的融合打包传输,简化了机上遥测系统的设计。

H.264/AVC是最新的国际视频标准,与其它视频编码标准相比,其在编码效率方面有强大的优势,但H.264/AVC中编码效率的提高是以增加巨大的运算量为前提的。在介绍H.264/AVC的模式选择算法的基础上,提出一种针对H.264/AVC视频编码标准的快速帧间模式选择算法。该算法首先进行SK IP模式的提前预判,然后再进行其余的编码模式选择过程。实验结果表明,在图像质量没有明显降低的前提下,所提算法对于运动缓慢场景切换不明显的序列更加有效,编码速度平均提高了57%以上。

基于H.264/AVC视频编码标准,完成了编码模块中的4×4整数变换量化核的分析和硬件实现的优化设计.通过三种优化设计处理后,在硬件开销改变不大的情况下,使4×4整数变换量化核的最高工作频率相比优化前的30.7MHz提高了82%,达到55.8MHz,为H.264/AVC视频编码标准的硬件实现提供了参考.

在分析视频监控系统网络化趋势和实时性要求的基础上，采用DSP TMS320C6416和ARM微控制器，设计并实现了支持煤矿井下工业以太网传输的嵌入式H．264视频编码器。给出了系统结构原理及硬件设计，实现了DSP编码算法和面向RTP／UDP／IP的NAL接口。测试表明，系统能够进行高质量的视频网络化传输。