摘 要 详细阐述了针对arm平台的mpeg4视频解码算法的优化方法。实验数据表明，优化后的***性能得到了全面提升。还结合arm7tdmi的easy arm2200开发平台,给出了嵌入式mpeg-4视频解码的实时实现。

    关键词 arm，mpeg4，嵌入系统，视频***

    1 引 言

    本文旨在研究基于arm微处理器的mpeg-4视频解码技术，主要应用在手持移动设备中。利用嵌入式系统实现mpeg-4视频解码，处理器的选择是关键。在嵌入式系统中常用的risc处理器是arm核，主要是因为它具有体积小，功耗低，成本低，性价比高的特点，这对于移动应用领域非常重要。arm7系列微处理器为低功耗的32位risc处理器，最适合于对价位和功耗要求较高的消费类应用。本***定位于低分辨率和低帧率的应用场合，因此选择在arm7tdmi核上实现解码功能。要实现更高帧率和分辨率的解码，可将软件直接应用在更高端的处理器上。

    2 mpeg-4视频解码算法的优化与实现

    mpeg-4标准可以划分为一套子标准，标准的每一部分都有各自最适合的应用场合。mpeg-4 svp就是一种特殊的、简单的mpeg-4实现，svp代表simple visual profile。这部分是专门针对手持式产品中无线视频传输应用场合而制定的。由于本***应用在手持移动设备视频解码的场合，因此选用mpeg-4 svp作为解码算法。

    本文选用arm7tdmi作为核心处理器进行mpeg-4视频***的开发。在实际开发过程中，针对arm7tdmi的结构和mpeg-4的算法特点，做了大量优化工作，保证了解码的精度，大幅度提高了解码的速度。***的具体功能如表1所列。

    表1 基于arm7tdmi的mpeg-4视频***功能表

    2.1 ***算法

    解码过程实际上就是从视频编码码流中恢复出vop数据的过程。图1描述了一个视频解码过程。***主要包含两部分： 运动解码和纹理解码。i帧中只含有纹理信息，因此只须解码纹理信息即可恢复i帧。而p帧中不仅包含纹理信息，还包含运动信息，所以须解码运动信息，获得运动矢量并进行运动补偿。另外，还须进行纹理解码获得残差值，将这两部分组合起来才能重建p帧。

    图1 mpeg4 svp的解码过程

    ***的实现主要是提供一个简单的接口函数，供解码时调用。该接口函数根据解码的不同需要和不同阶段提供了5个入口。5个接口函数中： 4个供初始化、预处理及后续处理时调用；剩余1个是帧解码的实现函数。图2为帧解码主程序的流程图。

    图2 帧解码主程序的流程图。

    解码过程的计算主要集中在如下几个模块：idct、运动补偿mc、逆量化、逆扫描、逆预测以及变长解码vld。表2给出了优化前解码过程的特征信息。

    从表2中可以看出，上述运算模块在解码过程中占有很大比例。对以上各模块进行优化的效果将直接反映在***的实时效率上。

    表2 优化前解码过程的特征信息

    2.2 arm平台下算法的优化

    arm结构是基于risc原理的，指令集和相关的解码机制都比cisc要简单得多。它能高效地输出指令，快速送出实时中断响应；它还进行了管道设置，处理和存储系统的所有部分可以持续地运转。在典型的情况下，当一条指令被执行时，其后续指令正在被解码；而第三条指令便从存储器中取出。arm7tdmi并不具有指令或数据的高速缓存，主要被用于控制核心，而非数据处理。但通过对其特性的灵活运用，可以使其非常容易地应用于视频解码过程。对mpeg4视频***的算法优化主要从以下几方面入手：

    （1） 算法的优化

    这里是指高级c语言转化算法以简化计算量, 用最佳算法实现解码中的各模块。

    ① idct算法的选择

    idct运行次数多，运算量很大，其变换的快慢直接影响解码的速度。本文采用一种称为aan的快速算法。其一维8点的dct变换通过16点d