基于ARM7的MPEG-4视频解码器的优化(2)

编码位流

前面重建ｌ

一类是含有ＤＣ系数和ＡＣ系数，如图３所示（这里用４ｘ４的块举例，Ｄ代表ＤＣ系数，Ａ表示ＡＣ系数）。对于不同的ＩＤＣＴ进行不同的处理：对于第一类情况，全零块，跳过反变换；对于第二类情况，只进行反ＤＣ变换，通常除以８，即移的ＶＯＰ

——１ｆ—一

编码位流（纹理

解变长解码卜＿叫逆扫

］巴竺出

ｖｏＰ重建Ｉ

视频流

复用

图１ＭＰＥＣ，４ＳＶＰ的解码过程

预处理及后续处理时调用，剩余１个是帧解码的实现函数。图２为帧解码主程序流程图。

解码过程的计算主要集中在如下几个模块：ＩＤＣＴ、运动补偿ＭＣ、逆量化、逆扫

描、逆预测以及变长解码

ＶＬＤ。表ｌ给出了优化前解

码过程的特征信息。从表ｌ

中可以看出，上述运算模块在解码过程中占有很大比例。对以上各模块进行优化的效果将直接反映在解码器的实时效率上。

图２帧解码主程序流程图

表１优化前解码过程的特征信息

单元名称

占用时问比率／％

ＩＩ）ＣＴ

４０

反向扫描，量化，预测２４

数据分析，可变长解码

１４运动补偿

２２

２解码器优化

２．１效率更高的ＩＤＣＴ变换

通常，ＭＰＥＧ一４编码过程中有８ｘ８块在ＤＣＴ变换后ＡＣ系数大都接近于零，经过量化后直接变成了零。同时

根据帧间预测的相关性：在运动不是非常剧烈的情况

下，量化后大部分ＤＣＴ相关性是零。表２显示了在快速运动和慢速运动序列下所有全零块的百分比。

表２

６４

ｋｂ／ｓ的全零块百分比

序列Ｆａｓｔ

ｍｏｔｉｏｎ

Ｓｌｏｗ

ｍｏｎｔｏｎ

（ＱＣＩＦ）Ｆｏｒｅｍａｎ

Ｍｏｔｈｅｒ—ｄａｕｇｈｅｒ

全零块／％

２４．８

４７．０

对于快速运动序列，大约２５％的ＤＣＴ块是全零；对

于慢速运动序列，全零块的百分比大约４７％１４Ｉ。这样，可以把ＤＣＴ块分为不同的三类：一类是全零块（ＤＣ系数和ＡＣ系数都是零），一类是只含有ＤＣ系数（ＡＣ系数是零），

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万　

方数据３位即可；对于非零ＡＣ系数块，按照快速的ＩＤＣＴ处理。这样就可以针对不同的情况采用不

同的处理办法，提高了解码效率。

ＯＯ００Ｄ００ＯＤ

Ｏ０００ＡＡ００００Ｏ＾０Ｏ００

Ｏ

Ｏ

０

Ｏ

０

Ａ

０

’图３

ＤＣ和ＡＣ系数的分类

２．２效率更高的运动补偿２．２．１运动补偿的扩边

ＭＰＥＧ一４在进行运动补偿时，使用运动向量在参考

图像中寻找预测块。如果运动向量变化比较快，则运动向量很可能指向参考图像以外。ＭＰＥＧ一４标准框架中，采用了很多分支判断语句来处理运动向量指向参考图像以外的情况。一方面ＩＦ语句的判断会降低程序的效率，造成解码过程速度的下降；另一方面如果运动向量没有指向参考图像以外，ＩＦ判断就显得多余。为了提高

解码效率，可以采用参考帧扩边的方式来解决。将参考图像的边界扩大部分全部置零，这样就可以减少很多判断语句，提高解码效率。在实际中，运动向量的有效范围很大，但当运动向量使计算一个预测块所需的像素完全处于参考图像以外时，则不论运动向量的水平分量或者

垂直分量延伸多远，所得到的预测块都是相同的。而运

动补偿既可以基于块（８ｘ８）的，也可以基于宏块（１６×１６）的，因此将扩展的字节数取为１６就可以了。同时将运动向量的两个分量分别裁剪到不超过参考图像左边和上边的边界８Ｂ以及下边和右边的边界２Ｂ。扩展后的参

考图像见图４。

全零块全零块

１６Ｂ

霉

全零块全零块

全零块

１６Ｂ

参考图像

ｉ６Ｂ

全零块

全零块

１６Ｂ

零

全零块

图４扩展后的参考图像

２．２．２双线性插值的改进

ＭＥＰＧ一４解码算法中，运动补偿是以宏块为单位进行

的。最初的做法基于参考图像采用双线性插值，见图５。

对这一做法进行如下改进：对宏块的运动补偿是根

据获得运动矢量进行不同的判断，而不是固定采用双线

性插值的算法。运动补偿根据从解码数据中获得的水平

运动矢量ＭＶ＿Ｘ和垂直运动矢量ＭＶ＿Ｙ进行，即根据

《电子技术应用》２００９年第３期

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