如何通過開源API在DSP上進行視頻處理
數(shù)字信號處理器(DSP)具有出色的多媒體性能。一般而言,它們運行編解碼器所需的周期只有通用處理器(GPP)內(nèi)核的40%到50%。DSP還能提供比ASIC大得多的靈活性和可重配置性。但迄今為止,要在數(shù)字視頻應(yīng)用中運用DSP,編程人員還不得不花費較多時間精力去學(xué)習(xí)相關(guān)專用語言。不過,隨著應(yīng)用編程接口(API)的出現(xiàn),已不再需要學(xué)習(xí)這些專用DSP語言了。在運行于GPP上的應(yīng)用中,API可以輕輕松松地充分發(fā)揮DSP的優(yōu)勢。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/152424.htm開源多媒體構(gòu)架在GPP上一般運行在Linux操作系統(tǒng)下,是這些API的理想對象。利用API可以卸載視頻編解碼器的計算負荷,大大減小DSP編程的復(fù)雜性。這種方案只要求編程人員具備基本的DSP知識即可,無需編寫代碼來整合DSP功能與那些運行在GPP上的功能。這種優(yōu)勢,加上利用免費開源插件和構(gòu)架提供的許多功能的能力,可以大幅度縮短新視頻產(chǎn)品的上市時間。
硬件平臺的選擇
在選擇運行編解碼器(壓縮傳輸或存儲的數(shù)字流,再解壓以供查看或編輯)的硬件平臺時,開發(fā)人員有幾種可選方案。ASIC是專門為數(shù)字視頻應(yīng)用而設(shè)計的,能在這類應(yīng)用中提供高性能和低功耗。它的缺點流片(NRE)費用很高。此外,ASIC若有變化,比如改動以適應(yīng)編解碼標準,相關(guān)實現(xiàn)費用非常高昂。
另一方面,GPP內(nèi)核的流片費用相對較低,針對變動進行重編程相當容易。但由于它們在執(zhí)行計算密集的信號處理應(yīng)用時效率低下,故在應(yīng)用于數(shù)字視頻處理時性能較低。例如,GPP通過一系列移位和加法運算來實現(xiàn)乘法運算,而每一個移位和加法運算需要一個以上的時鐘周期。
DSP具有集上述二者之優(yōu)勢的潛力。不同于GPP,DSP是為數(shù)字視頻應(yīng)用中計算密集的信號處理應(yīng)用而優(yōu)化的。它具有單周期乘法器或乘法累加單元,能夠加快編解碼算法的執(zhí)行速度。更高性能的DSP還包含有幾個可以并行操作的獨立執(zhí)行單元,這使得它們能夠每條指令執(zhí)行好幾個操作。此外,DSP還提供完全的軟件編程能力,包括現(xiàn)場重編程能力。這就讓用戶可以先推出MPEG-2產(chǎn)品,以后再升級為H.264視頻編解碼器。DSP在數(shù)字視頻應(yīng)用中的主要局限是它們通常需要采用專用語言來編程,而熟悉DSP的編程人員遠沒有熟悉流行的GPP架構(gòu)的來得多。
圖1:只含解碼器的范例中的多媒體框架職責和數(shù)據(jù)流程
組件集成的挑戰(zhàn)
數(shù)字視頻系統(tǒng)的開發(fā)人員還面臨著集成的挑戰(zhàn)。數(shù)字視頻系統(tǒng)包含了多個編碼器、解碼器、編解碼器、多種算法及其它軟件,這些組件都必須集成到一個可執(zhí)行映象(image)中,然后才能在系統(tǒng)上運行內(nèi)容。集成所有這些組件并確保其運行協(xié)調(diào)是一件很困難的任務(wù)。不同的系統(tǒng)可能需要截然不同的視頻、圖像、語音、音頻和其他多媒體模塊。手工集成每一個軟件模塊或算法的開發(fā)人員就被增值功能性(比如增加創(chuàng)新性功能)搞得頭痛不已。
許多數(shù)字視頻開發(fā)人員都開始采取開源途徑來構(gòu)建軟件。一種常用的方案是從開源獲得軟件的重要部分,而在可用性和硬件集成方面充分發(fā)揮內(nèi)部專業(yè)能力。開發(fā)人員常常參與開源技術(shù)開發(fā)項目,以滿足特定要求并把內(nèi)部開發(fā)的代碼和開源代碼集成在一起來創(chuàng)建新產(chǎn)品。
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