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內容簡介

本書以嵌入式音視頻的典型應用――視頻會議作為主綫，基於TI DaVinci係列DSP處理器TMS320DM6446平颱，係統地介紹瞭音視頻編碼的相關技術及其在嵌入式係統上的相關應用；依次講述瞭音視頻前處理和後處理技術、音視頻編解碼技術、DSP處理器上的音視頻輸入/輸齣接口、基於DSP的音視頻軟件開發編譯及優化，基於TI DaVinci平颱的軟件框架等內容，並給齣瞭基於SEED-DVS6446的硬件測試流程及軟件開發實例。 本書結閤瞭音視頻編碼技術理論知識與嵌入式實際應用案例，可以作為電子、信息、通信等專業高年級本科生及研究生的教材，也可以作為從事音視頻技術應用的工程技術人員的參考書。

作者簡介

　　　　馬漢傑，畢業於浙江大學，浙江理工大學副教授，獲得國傢發明專利5 項，曾參與多個863 課題和省部級重大科技項目的研究工作。研究方嚮包括視頻處理與傳輸、嵌入式多媒體係統等。

目錄

目 錄
第1章 引言 1
1．1 從視頻會議應用開始 1
1．2 嵌入式音視頻係統 2
1．3 DaVinci技術 3
1．4 實驗平颱 5
1．5 本書結構 7
本章小結 7
第2章 嵌入式語音與視頻技術應用 8
2．1 語音技術應用 8
2．1．1 語音編碼 8
2．1．2 迴聲抵消 9
2．1．3 其他語音技術 11
2．2 視頻技術應用 12
2．2．1 視頻編碼 12
2．2．2 視頻預處理和後處理 13
2．2．3 其他視頻技術 13
本章小結 14
第3章 語音與視頻編解碼技術標準 15
3．1 語音編解碼技術原理與標準 15
3．1．1 語音編碼原理 15
3．1．2 語音編碼標準 18
3．1．3 G．711標準 21
3．1．4 G．729和G．729A標準 22
3．1．5 G．729A編碼器DSP實現 24
3．2 視頻編解碼技術原理與標準 25
3．2．1 視頻編碼原理 25
3．2．2 視頻編碼標準 41
3．2．3 H．264標準 44
本章小結 53

第4章 DaVinci處理器外圍設備 54
4．1 典型視頻會議係統組成 54
4．2 視頻輸入和輸齣接口 55
4．2．1 視頻處理子係統工作原理 55
4．2．2 基本開發思路 60
4．2．3 寄存器配置 61
4．3 音頻輸入和輸齣接口 70
4．3．1 音頻串行接口工作原理 70
4．3．2 基本開發思路 71
4．3．3 寄存器配置 73
4．3．4 寄存器詳解 75
4．4 以太網接口 81
4．4．1 工作原理 81
4．4．2 基本開發思路 82
4．4．3 寄存器配置 83
4．5 EDMA3 86
4．5．1 EDMA3的工作原理 86
4．5．2 EDMA3傳輸類型 88
4．5．3 基本開發思路 91
4．5．4 EDMA傳輸參數 94
4．6 DDR2 97
4．6．1 工作原理 97
4．6．2 基本開發思路 98
4．6．3 配置說明 99
本章小結 101
第5章 DSP軟件編譯與優化 102
5．1 DaVinci DSP CPU簡介 102
5．2 DSP軟件開發編譯 103
5．2．1 編譯過程簡介 103
5．2．2 使用C/C++編譯器 104
5．3 DSP軟件優化 105
5．3．1 代碼優化流程 105
5．3．2 綫性匯編優化 107
5．4 音視頻算法優化舉例 120
5．4．1 G．729優化流程舉例 120
5．4．2 H．264 SAD算法優化舉例 121
本章小結 134
第6章 DaVinci軟件開發 135
6．1 DaVinci軟件平颱 135
6．1．1 XDM 136
6．1．2 Codec Engine 137
6．1．3 DSPLINK 141
6．1．4 CMEM 142
6．2 Codec Engine 143
6．2．1 核心引擎API 143
6．2．2 VISA API 144
6．2．3 引擎配置文件 145
6．3 音視頻軟件模塊開發 146
6．3．1 音頻編碼 147
6．3．2 音頻解碼 148
6．3．3 視頻編碼 150
6．3．4 視頻解碼 151
6．3．5 視頻顯示 152
6．4 音視頻軟件應用開發示例 153
6．4．1 主綫程 154
6．4．2 控製綫程 154
6．4．3 視頻編解碼綫程 156
6．4．4 視頻綫程交互 157
本章小結 158
第7章 實驗與開發示例 159
7．1 硬件實驗環境 159
7．1．1 硬件平颱搭建 159
7．1．2 仿真器連接 159
7．1．3 CCS5．5安裝 162
7．1．4 開發闆驅動安裝 164
7．2 硬件測試實驗示例 167
7．2．1 DDR SDRAM測試 167
7．2．2 以太網測試 170
7．2．3 音頻測試 172
7．2．4 復閤視頻采集輸齣測試 173
7．3 軟件開發環境 174
7．3．1 SEED-DVS6446_SDK 安裝 175
7．3．2 SEED-DVS6446 Linux內核配置 180
7．3．3 SEED-DVS6446 Linux內核編譯 182
7．3．4 SEED-DVS6446 Linux內核啓動 182
7．4 軟件測試實驗示例 184
7．4．1 SEED-DVS6446 Demos編譯 184
7．4．2 SEED-DVS6446 Demos 演示 185
小結 185
附錄A 186
參考文獻

前言/序言

近年來，隨著網絡通信及多媒體技術的蓬勃發展，音視頻應用已經擴展到瞭人們工作與生活的各個領域中。同時，嵌入式設備的低功耗及高可靠性等優勢，進一步推動瞭包括視頻會議、視頻監控等在內的嵌入式音視頻應用需求。這些應用均具有終端設備規模大、用戶需求更新快、産品研發復雜度高等特點。因此，如何高效、快速、可靠地開發嵌入式音視頻産品，一直是工業界具有挑戰性的難題。

針對工業界嵌入式音視頻應用領域的這種技術迫切需求，TI公司推齣瞭DaVinci技術。DaVinci技術是一組專門為數字音視頻而設計的基於DSP的係統解決方案，針對靈活的數字視頻應用而進行瞭精心優化，提供瞭一個簡單易用的支持開發所有數字音視頻應用的集成平颱。DaVinci技術顯著縮短瞭設計周期，降低瞭開發成本和生産創新的數字音視頻終端設備所需的定製工作量。

本書以視頻會議這一嵌入式音視頻典型應用為主綫，結閤音視頻編碼技術理論知識與嵌入式實際開發案例，基於TI公司DaVinci技術的典型DSP處理器--TMS320DM6446，逐章節依次展開，嚮讀者詳細介紹前 言

近年來，隨著網絡通信及多媒體技術的蓬勃發展，音視頻應用已經擴展到瞭人們工作與生活的各個領域中。同時，嵌入式設備的低功耗及高可靠性等優勢，進一步推動瞭包括視頻會議、視頻監控等在內的嵌入式音視頻應用需求。這些應用均具有終端設備規模大、用戶需求更新快、産品研發復雜度高等特點。因此，如何高效、快速、可靠地開發嵌入式音視頻産品，一直是工業界具有挑戰性的難題。

針對工業界嵌入式音視頻應用領域技術的迫切需求，TI公司推齣瞭DaVinci技術。DaVinci技術是一組專門為數字音視頻而設計的基於DSP的係統解決方案，針對靈活的數字音視頻應用而進行瞭精心優化，提供瞭一個簡單易用的支持開發所有數字音視頻應用的集成平颱。DaVinci技術顯著縮短瞭設計周期，降低瞭開發成本和生産創新的數字音視頻終端設備所需的定製工作量。

本書以視頻會議這一嵌入式音視頻典型應用為主綫，結閤音視頻編碼技術理論知識與嵌入式實際開發案例，基於TI公司DaVinci技術的典型DSP處理器——TMS320DM6446，逐章節依次展開，嚮讀者詳細介紹嵌入式音視頻應用所涉及的知識。本書具有以下特點：

1．詳細介紹嵌入式音視頻應用中涉及的預處理和後處理等關鍵技術，並將其與DSP處理器上的外部設備相對應起來，讓讀者對嵌入式音視頻應用有清晰具體的認識。

2．詳細介紹嵌入式音視頻應用中涉及的編解碼標準及其核心模塊，分析DSP上的音視頻專用指令，闡述核心算法的數據和指令優化方法。

3．詳細介紹嵌入式音視頻應用中涉及的軟件模塊開發案例，基於DaVinci技術獨有的Codec Engine架構，結閤視頻會議典型應用對軟件框架及模塊交互流程進行具體的描述。

本書的第1章和第7章由馬漢傑編寫，第2章和第3章由馮傑編寫，第4章由張樺編寫，第5章由黃愛愛編寫，第6章由馬漢傑和鬍鼕妮編寫。浙江理工大學林翔宇老師對本書涉及的部分實驗進行瞭驗證和整理，姚永光、李林、劉鞦成、周巧麗、陳穎龍、陳濤等進行瞭資料收集及整理等相關工作。

本書是在德州儀器公司（中國）大學計劃支持下完成的，在撰寫過程中還得到瞭其他各種科研項目和基金的支持，其中包括：國傢自然科學基金青年基金項目（NSFC 61501402, NSFC 61471150），浙江理工大學科研啓動基金（1203804-Y），浙江省重中之重一級學科開放基金（2013KF14），在此錶示真誠感謝。

本書是編者團隊結閤十餘年的DSP和音視頻應用開發經驗編寫的，博士期間的研究積纍融入瞭本書的許多章節之中，感謝編者導師浙江大學陳耀武教授的指導和幫助。在本書的編寫過程中，得到瞭浙江理工大學和杭州電子科技大學許多老師的幫助和鼓勵，感謝浙江理工大學張華熊教授、蔣明峰教授對本書編寫的關心和支持。本書的齣版得到瞭德州儀器公司（中國）瀋潔女士和潘亞濤先生、艾睿閤眾公司梁東先生以及電子工業齣版社張小樂編輯的大力支持與幫助，在此一並錶示感謝。本書部分資料來自於許多知名網站、論壇及個人博客，編者對這些內容也進行瞭梳理和總結，在此也錶示誠摯的謝意。

由於編者水平有限，書中可能存在的錯誤和疏漏之處，懇請同行和廣大讀者給予批評指正。