基于DSP的數碼相機中的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(wàn)別，不過(guò)一般情況下MPEG壓縮技術(shù)可以將JPEG幀的后續形式－運動(dòng)JPEG(M-JPEG)的壓縮比在相同分辨率下提高一個(gè)數量級。進(jìn)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(wàn)象素(352×288象素，CIF分辨率)或大約2。5萬(wàn)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(lèi)DSC產(chǎn)品來(lái)說(shuō)卻足夠了，尤其是考慮到它實(shí)現了寫(xiě)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據的4。5Mbps壓縮為不到6？kbps，同時(shí)還可以保持適當的瀏覽質(zhì)量。在DSC中，MPEG-4壓縮使相機能夠在內存中存儲比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(lái)越多地傳輸利用DSC采集的照片與剪輯。隨著(zhù)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，其可將所傳輸的數據分成小視頻包，從而使接收方能夠在最小化數據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(gè)數據包的報頭，以防止由于包含重要報頭信息的視頻幀中第一個(gè)視頻包的破壞而導致潛在的報頭信息丟失；

　　3)將視頻數據分成運動(dòng)與紋理(空間)數據，通過(guò)提高該部分數據被接收到的幾率而促進(jìn)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(jìn)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(shí)間錯誤的差錯隱藏技術(shù)(在MPEG-4中規定了幾種技術(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(dòng)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能夠實(shí)現此項任務(wù)，但是它不易于結合到不同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(guò)軟件優(yōu)化不同系統。另外，還可以對相同的DSP進(jìn)行編程，使其執行JPEG算法，以便在更高分辨率的DSC中推廣使用。因此，整個(gè)DSC產(chǎn)品線(xiàn)可以基于單個(gè)DSP平臺，從而在節約大量開(kāi)發(fā)時(shí)間與成本的同時(shí)還能促進(jìn)產(chǎn)品的細分。

　　帶成像架構的DSP示例

　　TI推出的TMS320DM270數字媒體處理器就是一種為DSC等成像應用而專(zhuān)門(mén)設計的高性能DSP。DM270是基于多處理器架構之上的，其采用一個(gè)ARM732位RISC微控制器來(lái)處理非成像功能，并用作整個(gè)系統的主控制器，同時(shí)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(zhuān)門(mén)設計用于處理大部分高計算要求成像任務(wù)的可編程協(xié)處理器。其中一個(gè)協(xié)處理器－SIMD圖像處理引擎(iM×)執行DCT、反向DCT以及眾多其他處理運算中的運動(dòng)估計與補償。其他協(xié)處理器執行可變長(cháng)度編碼/解碼、量化與逆量子化。