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近年来随着航天技术的不断发展和空间活动的日益频繁,视频在航天领域的应用和需求也越来越广。然而星载视频应用面临两个主要问题:1、视频数据量大,而下行信道带宽和星上存储空间有限,在视频传输和存储之前必须对视频进行压缩;2、实时视频压缩计算复杂,工程实现对器件的性能、功耗和可靠性等方面要求较高,可选的器件较少。TMS320C64x系列DSP是TI公司推出的高性能DSPs,数据处理能力强,同时有MIL38535 Q级产品,为星载实时视频编码器的应用提供了有效的解决方案。本课题面向星载视频压缩应用,对MPEG-2视频压缩算法及其在DSP上的实现进行了研究。
本文在深入学习研究MPEG-2视频压缩算法的基础上,针对航天应用特点对算法中耗时较多的运动估计和量化两个模块作了改进,然后分析了开源的MPEG-2视频编码器,将其移植到TMS320C6416 DSP平台上,并从结构级、C语言级、线性汇编级等方面作优化。经测试,优化后的MPEG-2视频编码器在不明显降低视频质量的情况下编码速度得到显著提高,在1GHz主频下压缩D1格式视频的速度达到43fps,满足航天应用需求。