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内容简介

本书以嵌入式音视频的典型应用――视频会议作为主线，基于TI DaVinci系列DSP处理器TMS320DM6446平台，系统地介绍了音视频编码的相关技术及其在嵌入式系统上的相关应用；依次讲述了音视频前处理和后处理技术、音视频编解码技术、DSP处理器上的音视频输入/输出接口、基于DSP的音视频软件开发编译及优化，基于TI DaVinci平台的软件框架等内容，并给出了基于SEED-DVS6446的硬件测试流程及软件开发实例。 本书结合了音视频编码技术理论知识与嵌入式实际应用案例，可以作为电子、信息、通信等专业高年级本科生及研究生的教材，也可以作为从事音视频技术应用的工程技术人员的参考书。

作者简介

　　　　马汉杰，毕业于浙江大学，浙江理工大学副教授，获得国家发明专利5 项，曾参与多个863 课题和省部级重大科技项目的研究工作。研究方向包括视频处理与传输、嵌入式多媒体系统等。

目录

目 录
第1章 引言 1
1．1 从视频会议应用开始 1
1．2 嵌入式音视频系统 2
1．3 DaVinci技术 3
1．4 实验平台 5
1．5 本书结构 7
本章小结 7
第2章 嵌入式语音与视频技术应用 8
2．1 语音技术应用 8
2．1．1 语音编码 8
2．1．2 回声抵消 9
2．1．3 其他语音技术 11
2．2 视频技术应用 12
2．2．1 视频编码 12
2．2．2 视频预处理和后处理 13
2．2．3 其他视频技术 13
本章小结 14
第3章 语音与视频编解码技术标准 15
3．1 语音编解码技术原理与标准 15
3．1．1 语音编码原理 15
3．1．2 语音编码标准 18
3．1．3 G．711标准 21
3．1．4 G．729和G．729A标准 22
3．1．5 G．729A编码器DSP实现 24
3．2 视频编解码技术原理与标准 25
3．2．1 视频编码原理 25
3．2．2 视频编码标准 41
3．2．3 H．264标准 44
本章小结 53

第4章 DaVinci处理器外围设备 54
4．1 典型视频会议系统组成 54
4．2 视频输入和输出接口 55
4．2．1 视频处理子系统工作原理 55
4．2．2 基本开发思路 60
4．2．3 寄存器配置 61
4．3 音频输入和输出接口 70
4．3．1 音频串行接口工作原理 70
4．3．2 基本开发思路 71
4．3．3 寄存器配置 73
4．3．4 寄存器详解 75
4．4 以太网接口 81
4．4．1 工作原理 81
4．4．2 基本开发思路 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传输类型 88
4．5．3 基本开发思路 91
4．5．4 EDMA传输参数 94
4．6 DDR2 97
4．6．1 工作原理 97
4．6．2 基本开发思路 98
4．6．3 配置说明 99
本章小结 101
第5章 DSP软件编译与优化 102
5．1 DaVinci DSP CPU简介 102
5．2 DSP软件开发编译 103
5．2．1 编译过程简介 103
5．2．2 使用C/C++编译器 104
5．3 DSP软件优化 105
5．3．1 代码优化流程 105
5．3．2 线性汇编优化 107
5．4 音视频算法优化举例 120
5．4．1 G．729优化流程举例 120
5．4．2 H．264 SAD算法优化举例 121
本章小结 134
第6章 DaVinci软件开发 135
6．1 DaVinci软件平台 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 音视频软件模块开发 146
6．3．1 音频编码 147
6．3．2 音频解码 148
6．3．3 视频编码 150
6．3．4 视频解码 151
6．3．5 视频显示 152
6．4 音视频软件应用开发示例 153
6．4．1 主线程 154
6．4．2 控制线程 154
6．4．3 视频编解码线程 156
6．4．4 视频线程交互 157
本章小结 158
第7章 实验与开发示例 159
7．1 硬件实验环境 159
7．1．1 硬件平台搭建 159
7．1．2 仿真器连接 159
7．1．3 CCS5．5安装 162
7．1．4 开发板驱动安装 164
7．2 硬件测试实验示例 167
7．2．1 DDR SDRAM测试 167
7．2．2 以太网测试 170
7．2．3 音频测试 172
7．2．4 复合视频采集输出测试 173
7．3 软件开发环境 174
7．3．1 SEED-DVS6446_SDK 安装 175
7．3．2 SEED-DVS6446 Linux内核配置 180
7．3．3 SEED-DVS6446 Linux内核编译 182
7．3．4 SEED-DVS6446 Linux内核启动 182
7．4 软件测试实验示例 184
7．4．1 SEED-DVS6446 Demos编译 184
7．4．2 SEED-DVS6446 Demos 演示 185
小结 185
附录A 186
参考文献

前言/序言

近年来，随着网络通信及多媒体技术的蓬勃发展，音视频应用已经扩展到了人们工作与生活的各个领域中。同时，嵌入式设备的低功耗及高可靠性等优势，进一步推动了包括视频会议、视频监控等在内的嵌入式音视频应用需求。这些应用均具有终端设备规模大、用户需求更新快、产品研发复杂度高等特点。因此，如何高效、快速、可靠地开发嵌入式音视频产品，一直是工业界具有挑战性的难题。

针对工业界嵌入式音视频应用领域的这种技术迫切需求，TI公司推出了DaVinci技术。DaVinci技术是一组专门为数字音视频而设计的基于DSP的系统解决方案，针对灵活的数字视频应用而进行了精心优化，提供了一个简单易用的支持开发所有数字音视频应用的集成平台。DaVinci技术显著缩短了设计周期，降低了开发成本和生产创新的数字音视频终端设备所需的定制工作量。

本书以视频会议这一嵌入式音视频典型应用为主线，结合音视频编码技术理论知识与嵌入式实际开发案例，基于TI公司DaVinci技术的典型DSP处理器--TMS320DM6446，逐章节依次展开，向读者详细介绍前 言

近年来，随着网络通信及多媒体技术的蓬勃发展，音视频应用已经扩展到了人们工作与生活的各个领域中。同时，嵌入式设备的低功耗及高可靠性等优势，进一步推动了包括视频会议、视频监控等在内的嵌入式音视频应用需求。这些应用均具有终端设备规模大、用户需求更新快、产品研发复杂度高等特点。因此，如何高效、快速、可靠地开发嵌入式音视频产品，一直是工业界具有挑战性的难题。

针对工业界嵌入式音视频应用领域技术的迫切需求，TI公司推出了DaVinci技术。DaVinci技术是一组专门为数字音视频而设计的基于DSP的系统解决方案，针对灵活的数字音视频应用而进行了精心优化，提供了一个简单易用的支持开发所有数字音视频应用的集成平台。DaVinci技术显著缩短了设计周期，降低了开发成本和生产创新的数字音视频终端设备所需的定制工作量。

本书以视频会议这一嵌入式音视频典型应用为主线，结合音视频编码技术理论知识与嵌入式实际开发案例，基于TI公司DaVinci技术的典型DSP处理器——TMS320DM6446，逐章节依次展开，向读者详细介绍嵌入式音视频应用所涉及的知识。本书具有以下特点：

1．详细介绍嵌入式音视频应用中涉及的预处理和后处理等关键技术，并将其与DSP处理器上的外部设备相对应起来，让读者对嵌入式音视频应用有清晰具体的认识。

2．详细介绍嵌入式音视频应用中涉及的编解码标准及其核心模块，分析DSP上的音视频专用指令，阐述核心算法的数据和指令优化方法。

3．详细介绍嵌入式音视频应用中涉及的软件模块开发案例，基于DaVinci技术独有的Codec Engine架构，结合视频会议典型应用对软件框架及模块交互流程进行具体的描述。

本书的第1章和第7章由马汉杰编写，第2章和第3章由冯杰编写，第4章由张桦编写，第5章由黄爱爱编写，第6章由马汉杰和胡冬妮编写。浙江理工大学林翔宇老师对本书涉及的部分实验进行了验证和整理，姚永光、李林、刘秋成、周巧丽、陈颖龙、陈涛等进行了资料收集及整理等相关工作。

本书是在德州仪器公司（中国）大学计划支持下完成的，在撰写过程中还得到了其他各种科研项目和基金的支持，其中包括：国家自然科学基金青年基金项目（NSFC 61501402, NSFC 61471150），浙江理工大学科研启动基金（1203804-Y），浙江省重中之重一级学科开放基金（2013KF14），在此表示真诚感谢。

本书是编者团队结合十余年的DSP和音视频应用开发经验编写的，博士期间的研究积累融入了本书的许多章节之中，感谢编者导师浙江大学陈耀武教授的指导和帮助。在本书的编写过程中，得到了浙江理工大学和杭州电子科技大学许多老师的帮助和鼓励，感谢浙江理工大学张华熊教授、蒋明峰教授对本书编写的关心和支持。本书的出版得到了德州仪器公司（中国）沈洁女士和潘亚涛先生、艾睿合众公司梁东先生以及电子工业出版社张小乐编辑的大力支持与帮助，在此一并表示感谢。本书部分资料来自于许多知名网站、论坛及个人博客，编者对这些内容也进行了梳理和总结，在此也表示诚挚的谢意。

由于编者水平有限，书中可能存在的错误和疏漏之处，恳请同行和广大读者给予批评指正。