Optimization of integer-pel motion estimation for H.264 video encoding on TMS 320C6416T digital signal processor

Abstract

Video isleme teknolojisi, televizyon yayıncılıgı ve ev eglenceleri gibi birçok uygulamadakullanılmaktadır. Video uygulamaları dijital televizyon ve DVD videolar sayesindeyaygınlasmıstır. Standart video sıkıstırma teknolojisi bir çok video uygulamalarında zarurihale gelmistir. Bugün, teknolojide gelinen son nokta sıkıstırma standardı olan H.264'dür. Butezde, sıkıstırma algoritması olarak H.264 kullanılmıs ve Texas Instruments'a ait olanTMS320C6416T Platformunda gerçek zamanlı olarak uygulanmıstır.Performans ve maliyet analizlerinden dolayı, bu algoritmayı gerçek zamanlı uygulamalardauygulaya bilmek için C6416 platformu seçildi.Bu tezin algoritma mimarisinde, hiyerarsik hareket dengeleme algoritması H.264kodlayıcısında uygulandı. Algoritmanın kodu ilk önce C dilinde daha sonra makine dilindeyazıldı. Kodun son hali optimize edilip TMS320C6416T DSP platformunun üzerindeuygulandı.Sonuç olarak, TMS320C6416T DSP platformu üzerinde ölçümler gösteriyor ki, gerçekzamanlı uygulamalarda saniyedeki standart kare isleme hızı en az 25CIF kare iken yazılankodun saniyede 39?65 CIF kare kadar isleyebildigi gözlemlenmistir.

Video processing is used in many applications such as broadcast television and homeentertainments. Video applications have been revolutionized by the advent of digital TV andDVD-video players. The standardization of video compression technology is essential formany video applications. Today the state-of-the-art compression standard is the H.264standard. In this thesis, an H.264 encoder implementation is optimized on Texas InstrumentsTMS320C6416T board for real-time processing.C6416 is a high performance and a low cost digital signal processor (DSP) chip that canachieve real time implementation of the algorithm. Thus, we choose C6416 because of basedon our analysis of performance and cost.In this thesis, hierarchal motion estimation module is implemented for the H.264 encoder.First of all algorithm code was written in C language. Then performance critical parts arewritten in assembly. The resulting code is an optimized implementation on the TexasInstruments TMS320C6416T DSP.Simulations on TMS320C6416T reveal that the encoder processes 39-65 CIF frames persecond, which satisfies 25 fps requirement for real-time applications.