基于DSP的數(shù)碼相機中的MPEG-4壓縮方案

　　高壓縮效率

　　特定剪輯的壓縮比隨主題的不同而千差萬別，不過一般情況下MPEG壓縮技術(shù)可以將JPEG幀的后續(xù)形式－運動JPEG(M-JPEG)的壓縮比在相同分辨率下提高一個數(shù)量級。進一步的壓縮源自幀間技術(shù)的采用。視頻幀一般大約為10萬象素(352×288象素，CIF分辨率)或大約2。5萬象素(176×144象素，QCIF分辨率)，而不是一般情況下與JPEG相關(guān)的2～5兆象素。盡管分辨率的這種降低在高質(zhì)量照片中是不能接受的，但是對于許多消費類DSC產(chǎn)品來說卻足夠了，尤其是考慮到它實現(xiàn)了寫真視頻的采集。

　　MPEG-4算法充分利用壓縮技術(shù)中的精化功能，將早先的MPEG比率降低了大約20％。高級MPEG-4壓縮可以將每秒15幀(fps)的QCIF視頻圖像從原始視頻數(shù)據(jù)的4。5Mbps壓縮為不到6？kbps，同時還可以保持適當?shù)臑g覽質(zhì)量。在DSC中，MPEG-4壓縮使相機能夠在內(nèi)存中存儲比M-JEPG大幾倍的視頻圖像。

　　更佳的容錯彈性

　　MPEG-4集成了多種提高容錯彈性的新技術(shù)，容錯彈性是很有用的特性，因為人們正越來越多地傳輸利用DSC采集的照片與剪輯。隨著DSC手機的日益流行，強大可靠的傳輸成為了必不可少的要求。MPEG-4的容錯彈性技術(shù)包括：

　　1)更多的再同步標記，其可將所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成小視頻包，從而使接收方能夠在最小化數(shù)據(jù)丟失情況下恢復各種傳輸錯誤；

　　2)報頭擴展代碼，其指示每個數(shù)據(jù)包的報頭，以防止由于包含重要報頭信息的視頻幀中第一個視頻包的破壞而導致潛在的報頭信息丟失；

　　3)將視頻數(shù)據(jù)分成運動與紋理(空間)數(shù)據(jù)，通過提高該部分數(shù)據(jù)被接收到的幾率而促進從錯誤恢復；

　　4)可逆VLC，允許接收方從再同步標記后向與前向進行解碼，以便在發(fā)生傳輸錯誤后恢復盡可能多的圖像；

　　5)用于空間及時間錯誤的差錯隱藏技術(shù)(在MPEG-4中規(guī)定了幾種技術(shù)，這些技術(shù)是對該算法的補充，而并非其組成部分)。

　　對DSP性能與靈活性的需求

　　由于幀間運動估計及補償中涉及其他步驟，因此MPEG-4壓縮與解壓算法比JPEG需要強得多的處理能力。所以，DSC中的圖像處理引擎必須能夠達到更高的性能水平。盡管ASIC能夠?qū)崿F(xiàn)此項任務，但是它不易于結(jié)合到不同DSC產(chǎn)品的成像管道中；另一方面，可編程DSP不但能夠提供MPEG-4算法所需的性能，而且還可以通過軟件優(yōu)化不同系統(tǒng)。另外，還可以對相同的DSP進行編程，使其執(zhí)行JPEG算法，以便在更高分辨率的DSC中推廣使用。因此，整個DSC產(chǎn)品線可以基于單個DSP平臺，從而在節(jié)約大量開發(fā)時間與成本的同時還能促進產(chǎn)品的細分。

　　帶成像架構(gòu)的DSP示例

　　TI推出的TMS320DM270數(shù)字媒體處理器就是一種為DSC等成像應用而專門設計的高性能DSP。DM270是基于多處理器架構(gòu)之上的，其采用一個ARM732位RISC微控制器來處理非成像功能，并用作整個系統(tǒng)的主控制器，同時采用可編程的C54×DSP核心處理音頻編碼與解碼。另外，DM270還集成了專門設計用于處理大部分高計算要求成像任務的可編程協(xié)處理器。其中一個協(xié)處理器－SIMD圖像處理引擎(iM×)執(zhí)行DCT、反向DCT以及眾多其他處理運算中的運動估計與補償。其他協(xié)處理器執(zhí)行可變長度編碼/解碼、量化與逆量子化。