基于ARM7的MPEG-4视频解码器的优化(3)

Ａ，ｆ－Ｔ－、、

３字节２字节１字节０字节

＼：］．７

ａ

—斗一

整像素位置

仁千≥３１

２３

１５

７

０

、’－—Ｌ－＿／

Ｃ

ｄ

＜３半像素位置

Ｃ

Ｄ

—－ｒ—

ｌ

——广

Ｉ

图６像素并行处理原理

ａ＝Ａ

所需要的参考数据块。参考数据拷贝到片内。运动补偿

ｂ＝ｆＡ＋Ｂ＋１－ｒｏｕｎｄｉｎｇ＿ｃｏｎｔｒ０１）／２在片内实行，按照字读取数据并根据情况采用不同的半ｃ＝ｆＡ＋Ｃ＋１－ｒｏｕｎｄｉｎｇ＿ｃｏｎｔｒ０１）／２ｄ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋２－ｍｕｎｄｉｎｇ＿ｃｏｎｔｒ０１）１４

像素插值，提高了程序的执行效率。

２．３ＶＬＤ优化

图５半像素插值

由于ＭＰＥＧ一４变长编码中的码字长度是不定的，而解ＭＶ＿Ｘ和ＭＶ—Ｙ最低位为０或１的情况分为：只进行直码器的输入是连续的比特流，码字之间没有间隔符，所以接复制相应数据；只进行垂直方向插值；只进行水平方

ＶＬＣ（ＶａｒｉａｂｌｅＬｅｎｇｔｈＣｏｄｉｎｇ）码表必须判断码字的长度。在向插值；进行双线性插值。具体做法如下：

通常情况下，ＶＬＤ（ＶａｒｉａｂｌｅＬｅｎｇｔｈＤｅｃｏｄｉｎｇ）解码是通过不当ＭＶ＿Ｘ和ＭＶ＿Ｙ的最低位都为零时，运动矢量指断搜索和判断得到码字和码长，故解码的时间因码长而

向的１６ｘ１６的块本身与缓冲区中的像素重合，这时不需异。对于实时处理来说，若该部分计算量过大，将影响整

要进行任何插值处理，直接复制相应数据。当ＭＶ＿Ｘ最个系统的处理速度。原始查表方法涉及到多次读取和判

低位为零而ＭＶ．－Ｙ的最低位不为零时，运动矢量指向的断，计算量较大【５ｌ。另外，信源符号内容不同，对应码长也

８ｘ８的块的点落在某列两相邻像素的中间，这时只需要不同，造成查表判断耗费的时间差别很大。可以采用基于进行垂直方向的插值。当ＭＶＸ最低位不为零而ＭＶ—Ｙ分组的办法，根据码字编码位的不同划分为多个码表，将的最低位为零时，运动矢量指向的８ｘ８的块的点落在某码字按照不同的区域进行划分。这样，不断的搜索判断可行两相邻像素的中间，这时只需要进行水平方向的插以简化为三个步骤：（１）读入定长码字；（２）通过对读人数据

值。当Ｍｖ．＿ｘ与ＭＶ＿Ｙ的最低位均不为零时，运动矢量大小的判断确定读人的符号应属于哪一个查找表；（３）利

指向的８×８的块的点落在相邻四个像素的中心，这时必用得到的码字在查找表中直接获得其对应的信息。因每

须同时进行两个方向的插值。由于相邻帧之间具有很大

个分组包含的符号较少，所以可在取出分组信息后，从剩

的时间相关性，所以本帧和上一帧大部分数据是相同

下的信息位中直接得到符号在表中对应的位置。

的。假设上面４种运动补偿情形各占ｌ，４，当进行水平经分组后，解码过程简化为（按最大码字长度读人数或垂直插值时，运动补偿所占的运算量仅为原来的双线据，以８位数据为例，设分成码长小于３的小码表和码性插值的ｌ／２，比双线性插值约节省一半的计算量，从

长大于３的大码表）：

而大大节省了运动补偿的时间。

（１）对读入数据进行大小判断。因分组时考虑到数据

２．２．３像素的并行处理

大小判断的简便性，可用移位代替。

解码过程中处理的像素是８位，如果运动补偿是在（２）数据大小的比较。右移５位，判断是否为０。如果为

字节或像素的基础上执行，则字节加载和存储将被使Ｏ，则符号落在码长小码表中；否则，符号落在大码表中。

用，它是存储器访问中代价最高的操作。因为ＡＲＭ７是

（３）若符号落在小码表中，以右移５位的读入数据作３２位微处理器，存储器可以按字读取数据，因此设计出为相对地址，直接在小码表中找到对应非零系数个数和

一种有效的运动补偿方法，即在字数据的基础上进行操

正／负个数及码长。若符号落在大码表中，则直接以读人

作。利用这种方法，便可以用一种非常有效的方式同时

的数据为相对地址，在大码表中找到相应的信息。

对四像素进行运动补偿。下面以水平方向的半像素补偿无法预见的反复读取和判断，经过基于分组的解码为例，讲述补偿的过程。

优化简化成上述三个可预见的步骤，减少了判断次数，

首先读入一个字到寄存器中，从低到高的数据依次加快了处理时间。

对应像素Ｏ、像素１、像素２和像素３；然后将读码流指３实验结果与数据分析

针增加ｌ字节，再读取下一个字到另一寄存器中，从低

通过优化，ＭＰＥＧ一４的解码性能有了较大的提升。到高的数据依次对应的为像素ｌ、像素２、像素３和像在ＡＤＳｌ．２环境下分别对各模块进行Ｃ算法优化和素４。示意图如图６所示。

ＡＲＭ代码优化，结果如表３。按调用一次模块函数所需

对于垂直方向和水平垂直方向的半像素补偿，其原

周期数进行统计。

理与水平方向相同。在具体函数实现过程中，由解码数这些模块是解码过程中经常会调用的函数，因此，据获得当前数据块的运动矢量，根据获得的运动矢量得

这些函数的优化将使解码速度有明显提高。

到当前数据块在参考帧的具体位置，从而得到运动补偿

（下转第４５页）

《电子技术应用》２００９年第３期

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