基于IPP库的MPEG-4视频传输系统设计

，下面来具体介绍MPEG4编解码中用到的关键的IPP库函数[1，4]：

DCT变换：

ippiDCT8x8Fwd_Video_8u16s_C1R（const Ipp8u * pSrc, int srcStep, Ipp16s * pDst）;

功能描述：将pSrc指向的8X8图像块采样点（空间域）进行前向离散余弦变换，转换到 pDst指向的一组变换系数（变换域）。

量化：

ippiQuantIntra_MPEG4_16s_I (Ipp16s * pSrcDst, Ipp8u QP, int blockIndex, const int * pQMatrix);

功能描述：将输入的DCT系数量化后，重新存储到pSrcDst指向的存储空间，其中QP是量化系数

VLC编码：

ippiEncodeVLCZigzag_Inter_MPEG4_16s1u 对帧间块进行之字型扫描并VLC编码

运动估计和运动补偿：

ippiMCBlock_RoundOff_8u----进行运动补偿并将补偿结果复制到当前块

ippiMotionEstimation_16x16_SEA----完成16X16大小的运动补偿，它不仅覆盖了16X16，还包括了8X8的整像素和半像素搜索。同时，该函数还决定了帧内或帧间的选择

ippiEncodeMV_MPEG4_8u16s----搜索预测的运动向量并对残差进行编码

以上只选取了MPEG4编码端用到的帧内/帧间关键的IPP库函数，而解码端的VLC解码，逆量化以及逆DCT变换是编码的逆过程，对于各个功能模块相对应的IPP库函数在IPP库参考文档中有详细叙述，在此不再赘述。

图3 MPEG-4编解码系统框图

2．3 视频传输模块

在压缩视频流通过IP网络传输之前必须打包。由于TCP协议丢包重传的特性增加了抖动和失真，不符合MPEG-4视频传输对时延的严格要求，本系统采用UDP来传输，但UDP不保证可靠传输，接收端需要通过RTP/RTCP来检测丢包。RTP协议提供了时间戳，序列号来控制实时数据的流放。发送端在数据包里隐蔽的设置了时间标签，接收端依照时间标签按照正确的速率恢复成原始的实时的数据。

2.4 视频回放模块

本系统采用FrameBuffer机制在LCD上实现视频信息的显示。FrameBuffer是一种能够提取图形的硬件设备，是用户进入图形界面很好的接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区。用户可以把它看作一块内存，只要将其映射到进程地址空间，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。在应用程序中，首先打开/dev/fb0设备文件，随后用ioctl操作取得屏幕的分辨率和bpp值，从而计算出屏幕缓冲区的大小，并将该缓冲区映射到用户空间，最后就可直接对屏幕缓冲区进行图片显示。由于本系统所采用的LCD只支持RGB格式的视频流，而经MPEG4 解码后的数据为YUV格式的，所以在显示之前还需运用IPP函数ippiYUV420ToRGB565_8u16u_P3C3R进行YUV到RGB格式的转换。

3 结语

本文介绍了视频传输系统各个模块的功能和软件实现，重点介绍了基于IPP的MPEG-4编解码模块。从实际效果来看，在 XScale PXA270中利用IPP库编解码后的编码速率比未用IPP库提高了70%~90%，大大提高了实时性。本文的研究成果可以在视频监控，多媒体会议等很多领域得到更广泛的应用。

本文作者创新点：在基于Intel Xscale构架的PXA270嵌入式设备上，使用IPP为MPEG-4编解码编写的底层API函数对视频传输系统程序结构进行重组并优化，对IPP的语法规则和其中的关键算法给出了解释。经优化后的系统传输效率和图象质量明显提高。

参考文献：
[1]Intel Integrated Performance Primitives on Intel Personal Internet Client Architecture Processors Reference Manual Version 5.0 [S].Intel.com ,2005
[2]求是科技.Visual C++音视频编解码技术及实践[M].人民邮电出版社,2006
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[4]Iain E.G.Richardson 著 欧阳合 韩军译. H.264和MPEG-4视频压缩[M].国防科技大学出版社,2004
[5]郑灵翔等.嵌入式系统设计与应用开发[M].北京航天航空大学出版社,2006