嵌入式視頻圖像系統壓縮算法的實現和優化

　　引言

　　隨著網絡技術和多媒體技術的發展.視頻通信的需求逐漸增加.同時最新的視頻壓縮標準不斷推出。MPEG-4 ( Moving Pictures Expcrts Group-4)是國際運動圖像像編碼專家組(MPEG Moving Picture Experts Group)在1998年11月制定[1]的，它不同于其他標準.是個而向多媒體應用的壓縮標準. 第1次提出了基于對象的壓縮方法.使交互功能的實現成為可能。日前基于PC平臺的MPEG-4視頻編碼器[2]在互聯網的遠程教育和高清晰電影等方面己經有較多的應用.但在硬盤錄像機、多媒體通信等視頻業務的嵌入式系統應用更為廣泛。以DSP為嵌入式圖像處理核心的系統，具有開發周期短，編程靈活的特點，因此DSP圖像處理系統成為了研究熱點。

　　DSPs結構特點

　　TMS320C6455是TI ( Tcxas Instrumcnts Incorporatcd)公司推出的最新高速DSP芯片[3]。具體結構見圖1。最主要的特點從是結構[4]上采用了VLIW(VLIW: VeryLong Instruction Word)超長指令字內核結構.具有1200 MHz的CPU，每個周期可以同時執行8條32bit的指令。速度可達到9600 MIPS ( 1200 MHz X 8條指令=4 800 MIPS) 。片內采用2級高速緩存結構.片外存儲器有很強大的外部存儲器接口EMIF ( Extcrnal Mcm ory Intcrfacc)。 這些性能能滿足視頻圖像處理的實時性要求.確立了它在高端多媒體應用中的地位。

　　圖1 TMS320C6455DSP 的內核結構

　　對Cache的優化

　　最大程度地發揮Cache效率是達到期望編碼器性能的一個關鍵因素[5]。Cache高速的存儲訪問速度可以減少CPU延遲周期.提高處理器的效率。TMS320C64xDSP有兩級存儲結構應用片內數據和程序存儲。對于L1Cache能夠以CPU的同樣速度訪問。L2Cache既可以作數據空間也可以作為程序空間使用.L2是片外空間與L1的橋梁。

　　MPEG-4視頻編碼器是以宏塊為單位進行編碼處理 ，只有當前宏塊處理完成所有的過程后，視頻編碼器才能傳送一個宏塊。直接出現的缺點是: 一個視頻編碼器整個代碼大于 L1P。每個宏塊在 L1P和 L2之間的傳送過程 ，導致嚴重的Cache缺失。而一個單獨的宏塊從片外存儲空間到片內空間的搬移 , 也不能發揮 EDMA (Extended Direct Memony Access )的優勢。