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随着计算机芯片技术和通信技术的发展,音视频处理成为计算机典型的应用,而音视频的处理能力,成为评估计算机系统性能的重要指标之一。由于高清音视频的解码涉及复杂的处理算法,具有处理数据量大,计算复杂度高的特点,高清晰度和多种格式的音视频解码需求,给计算机系统的设计和优化提出了新的挑战。本文着重于结合PKUnity-3(65)计算机系统芯片的硬件结构设计,研究支持多格式高清音视频软件解码的实现和优化方法。
首先,本文在PKUnity-3(65)软硬件平台上,基于Mplayer开源软件解码框架,实现了一款高清音视频播放器,支持多格式音视频解码、字幕解码和显示控制等功能;通过软硬件协同处理,采用PKUnity-3(65)芯片中集成的视频解码模块加速视频解码,设计并实现了统一的视频加速应用程序接口,提高了软件的可移植性。实验结果表明,与纯软件解码相比,采用视频解码模块的软硬件协同处理方法可以提升25～40倍的视频解码性能,在CPU工作频率为1GHz时,计算负载小于8％。
其次,针对DTS音频解码软件,本文着重分析了DTS音频的编码算法,特别是ADPCM及多相滤波操作,采取将IDCT-IV操作通过快速DCT变换来实现,有效降低了算法的复杂度,同时将加窗操作改为原地执行,有效降低了数据拷贝的次数。评测结果表明,DTS音频软件解码的性能平均提高1.5倍以上,在CPU工作频率为1GHz时,计算负载小于25%。
最后,本文对高清音视频解码软件进行了性能评测,评测结果表明,在CPU工作频率为1GHz,DDR频率为266MHz,视频解码模块频率为125MHz时,可实现1080P高清视频和DTS音频的实时解码和播放;在CPU工作频率为1GHz,DDR频率为667MHz,视频解码模块频率为333MHz情况下,1080P多格式高清视频解码帧率可以达到55帧每秒以上。