[发明专利]面向视频处理的多数字信号处理器调度优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由多个数字信号处理器(以下简称为DSP)组成的数字视频处理系统的调度优化方法。该方法针对视频处理要求计算能力强的特点，在保证计算精度和处理范围的同时，提高了并行处理的计算速度，属于数字视频处理技术领域。

背景技术

数字视频处理技术广泛应用于侦察监视、安防监控和航空测绘等领域，特别是在阴天、雨天、雾天等复杂天候下的远程监控系统中发挥了重要的作用。由于在一个远程数字视频监控系统中，从视频的获取到视频的处理、接收、显示等，每一个环节都会受到干扰，导致获取视频质量降低。比如说，镜头的抖动会影响视频图像的质量，恶劣的天气会使视频存在目标和背景混淆现象，隔行扫描的视频采集方式将不可避免地出现场效应问题，视频数据量急剧增加也远远超过了传输信道带宽和存储容量的增长速度，致使传输受限。因此，对原始视频进行一些清晰化处理是十分必要的。

由于数字视频处理本身的复杂度高，以及采样速率和处理精度的不断提高，对运算速度的要求也相应提高，一般的PC机已不能满足处理需求，而DSP的高速发展为实现高效的视频处理提供了可能性。在一些数据量较大、预处理功能较多的应用中，例如对于高帧率、大尺寸的视频序列的实时处理，往往要求每秒几十亿次的运算能力，目前单片DSP的运算能力不可能满足其要求，这就需要信号处理板在设计时采用多DSP并行处理结构，以满足系统对运算量的要求。

多DSP并行处理结构可充分挖掘信号处理算法本身所固有的并行性与并发性，将一个任务分成若干子任务，分别由多片DSP进行并行处理，从而大幅提高了系统对数据的处理速度。但由于DSP处理器数据接口特性的限制，高数据量的视频数据在多DSP之间的通信很难满足实时性要求，所以，选择一个合适的DSP间通信方案是保证多DSP处理器系统并行处理的关键。

目前，DSP处理器之间的数据传输有两种方式：一种采用专用的点对点通信通道，另一种采用共享全局存储器。利用链路口可以实现DSP之间的点对点通信，具有高速率的特点，但是其控制模式单一，局限性大，一般在同型号DSP之间且传输要求不高的情况下可以选用链路口直连的通信方式，不同型号的DSP由于链路口的类别不同，不易使用此方式进行通信。全局存储器双端口RAM实现相邻DSP之间的数据传输，接口简单，通过数据线、地址线和控制线进行相应的连接，不需要额外的控制逻辑，可以实现在不同型号DSP之间的数据双向通信，但是数据是以串行模式进行传输，传输速度较慢，达不到系统传输要求。根据芯片的外设与接口特性，还可以选用多通道缓冲串行口(McBSP)或者主机接口(Host Port Interface，HPI)，这两种连接方式都可以增加系统节点数目的规模，从而增加系统的扩展性，提高整体的传输速度，是对共享全局存储器传输方式的一种补充，不同型号DSP之间的数据快速双向通信适合用于此传输模式。

在公开号为CN101163129的中国发明专利申请中，公开了一种降低并行多DSP之间消息传递开销的方法。该方法中，各DSP之间通过LINK口收发数据，发送方DSP在发送数据前，首先发送一个控制帧指明后面所发数据类型及长度等，接收方DSP根据所收到帧的类型和长度设置相应的接收地址及接收数据长度，然后发送方DSP再发送实际的数据帧，这样就可以把数据直接传输到目的地，无需双缓冲区，既节省了存储空间，又省去了数据拷贝时间。

总体而言，现有技术都是通过减少数据量、优化代码或者增加硬件器件的方法来减少计算时间，但是在实际应用中仍然存在明显的不足。例如减少数据量虽提高了速度，但却降低了处理效果；增加硬件器件也会增加硬件资源开销，导致资源利用不充分的现象。在此背景下，需要研究一种针对多DSP并行处理的调度优化方法，以便在保证计算精度和处理范围的同时，有效提高并行处理的计算速度。

发明内容

针对现有技术在并行处理调度方面所存在的不足，本发明的目的在于提出一种面向视频处理的多DSP调度优化方法。该方法通过对多DSP之间的通信以及DSP片内空间分配进行优化调度，有效提高了多DSP并行处理的计算速度。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种面向视频处理的多DSP调度优化方法，将视频处理工作进行分解，分别由一片主DSP和至少两片辅助DSP进行处理，其特征在于包括如下的步骤：

(1)待处理的视频数据首先通过Video Port端口进入到第一辅助DSP，在第一辅助DSP上进行格式转换和视频稳定处理；