基于ADSP-BF533的MPEG-4实时编码器系统实现

变换IDCT，这里采用了ADI提供的优化代码，它基于chen氏快速DCT算法，大量运用了BF533特有的并行指令，完成一次8×8 DCT仅需293个时钟周期。

与I帧相比，P帧编码相对复杂，其中，运动估计是P帧编码最费时的部分，即在参考帧中搜索与当前编码宏块或子块最匹配的位置。
SAD(绝对误差和)准则具有无需乘除运算、实现简单方便等优点，选用它作为运动估计匹配准则。

运动估计搜索算法则采用菱形搜索法(又称钻石搜索法)，搜索精度为半像素，菱形搜索法具有简单、鲁棒、高效的特点。

Blackfin汇编指令集中有专门用于SAD计算的指令SAA(src_reg_O，src_reg_1)，一条该指令即可同时完成4个字节的SAD计算。此外，综合使用其它一些视频专用操作指令，如BYTEPACK(_将4个字节打包至一个3 2位寄存器中)、BYTEUNPACK(与BYTEPACK功能相反)、BYTEOPl6M(对4个字节作减法处理)，可以使代码运行效率得到显著改善。

BF533集成开发环境VisualDSP++中还提供了Profile功能，可以利用该功能对程序代码性能进行评估，发现程序执行的瓶颈，从而进行有针对性的优化。主要的优化方法有：

1．尽量减少分支、条件判断指令，因为这些指令会破坏BF533流水线，造成额外的时钟延迟；同时，对部分较简单的子程序用宏改写，免去子程序调用过程中的堆栈操作和参数传递；
2．采用并行执行指令，BF533并非超标量结构DSP，但仍能有限地支持最多3条指令并行执行，如：saa(r1：0，r3：2)Ⅱr0=[i0++]Ⅱr2=[i1++]；使用该并行指令即可在一个时钟周期内完成4个字节的SAD计算，同时完成r0、r2的数据更新，以便下次计算；
3．在DCT／IDCT的量化过程及其它一些模块中，要牵涉到除法，而BF533计算除法需要耗费大量时钟周期，因此，这里将除法变为乘以量化因子的倒数，求倒数可以通过查找表方式实现。再结合移位操作，即可在基本不损失精度的同时达到高效计算除法的目的。

经过前述的优化过程后，成功地在BF533上实现了MPEG-4 SP的CIF级实时编码。此外，对于CIF级CMOS传感器OV6630，系统可以直接对其实时编码。但如果是外接PAL制式模拟摄像头，经ADV7183作A／D转换后，其分辨率为720×576，受BF533的性能限制，尚无法对该级别分辨率做到实时编码，因此，应先使其分辨率降为352×288，然后再作：MPEG-4编码。

实验结果

BF533内核时钟(CLK)设为594MHz，系统时钟(SLK)为118.8MHz。选取CIF级标准测试序列flower(帧速率为25fps，共75帧)对系统进行验证。

图3、图4给出了分别采用I帧编码和P帧编码后的重建图像。I帧编码压缩率为11.5：1，重建图像信噪比为33.43dB。P帧编码压缩率则达到了65.7：1，重建图像信噪比为32.65dB。经采用BF533片内实时时钟RTC精确计时，整个视频序列共75帧，编码耗费2.27s，平均编码率达到了33fps，满足实时编码要求。

结语

本文介绍了CIF级别的MPEG-4 SP实时编码在BF533 DSP；DSP片上的实现，该编码器可以灵活地选用系统自带CMOS传感器及用户自选PAL制模拟摄像机两种视频采集源。该系统可以用在IP可视电话、交通检测、超市监视、智能小区安保等领域，具有很强的实用价值