用DSP實(shí)現MPEG音頻層III壓縮的加速方法

　　層III編碼中的Huffman編碼是一個(gè)窮舉、查表的過(guò)程。在參考文獻[1]表B.7中列出了用于層III編碼的32個(gè)Huffman碼表。它們的最大值域范圍，碼表適用的信號統計特性都不相同。在編碼過(guò)程中，首先找到能夠將所要編碼區域樣值的最大值，并依次查詢(xún)各個(gè)Huffman碼表，直到該碼表能夠對這一最大值進(jìn)行編碼為止，然后計算用該表進(jìn)行編碼所需的比特數。再?lài)L試相同編碼值域范圍的另一些碼表，找到最小比特數需求的碼表進(jìn)行最后的編碼。

　　由于標準中所提供的32個(gè)表中，并非所有的表都能用，而且有大量的碼表只是linbits不同。因此如何存儲這些碼表，并能夠很方便地進(jìn)行查詢(xún)、編碼，是編碼過(guò)程中很關(guān)鍵的問(wèn)題之一。但提出的“多級索引”方法可以很好地的解決這一問(wèn)題。過(guò)程如圖2所示。對可能的表有不同的處理方式：

　　圖2　Huffman編碼的多重地址索引

　　正常表　如表15，即每一級索引都是對應于表15的各項信息。

　　無(wú)效表　如表14，其最終的指向是碼表零，即相當于無(wú)效表。

　　雷同表　如表16和17實(shí)際上只是在第II級索引的linbits不同，其最后的Huffman數據是相同的。通過(guò)這樣的多級碼表地址索引可以很好的解決程序的模塊化實(shí)現。

　　3.2　層III編碼迭代循環(huán)的加速

　　在迭代循環(huán)編碼部分，對于使用標準中所建議的初始量化常數進(jìn)行量化和編碼時(shí)，初始比特數要求要遠遠大于所允許的上限值。這時(shí)，如果只是將步長(cháng)加一進(jìn)行再次量化編碼，將會(huì )使得系統效率大大地降低。

　　經(jīng)過(guò)實(shí)際的實(shí)驗結果，一般初始可獲得比特數大約為700 bits/Granule，而初始的量化編碼結果一般在5 000 bits以上。如果再次量化步長(cháng)加上20，可以迅速地逼近所要求的比特數。表1列出了一種我們使用的可能加速逼近方法。

　　表1　一種可能的迭代循環(huán)加速方法

　　在A(yíng)D(Analog Device)公司的定點(diǎn)DSP芯片ADSP2181上實(shí)際的運算結果表明，這種加速方法能夠將原算法的指令運算周期減少2/3左右。

　　4 結束語(yǔ)

　　MPEG音頻層III壓縮標準是一種高效、高保真的壓縮編碼算法，但由于其復雜度和運算量較高，很難用一般的DSP實(shí)時(shí)實(shí)現。在對該算法進(jìn)行全面分析的基礎上，提出了在用DSP實(shí)現時(shí)，降低復雜度、提高DSP運算效率的關(guān)鍵是優(yōu)化循環(huán)迭代量化編碼。提出“Huffman編碼的多重地址索引”，對非規則性的大量數組尋址操作提供了簡(jiǎn)明清晰的線(xiàn)條，節省了尋址指令，提高了DSP的利用率。進(jìn)一步還提出了“迭代循環(huán)的加速”方案，通過(guò)ADSP2181定點(diǎn)芯片的運算，表明該方案能減少2/3的指令周期。