MPEG-4物件視訊解碼器在PACDSP平台上之軟體實現

Abstract

MPEG-4為一廣泛應用之多媒體訊號壓縮標準。本篇論文介紹在PACDSP平台上MPEG-4物件視訊解碼器之實現，本平台由一超長指令數位訊號處理器與一ARM920T處理器所組成。為了最佳化程式流程，我們完成了許多的靜態分析，並且利用超長指令處理器架構上之特性來達到即時解碼。我們也完成了雙核心的實現以提高整體的效能。 在我們的實作當中，我們使用了MPEG-4參考軟體，MoMuSys，當作驗證的比較對象。首先，我們分析了MPEG-4基於物件解碼器之運算複雜度並藉此找到有效率的實現方法。為了能減少運算量以及在PACDSP上實現，我們將離散餘弦反轉換（IDCT）轉為整數點運算(fixed point)，並且討論其效能及精確度。最後，我們的實現之精確度能夠符合IEEE 1180-1190標準之規範。同時，我們所使用之演算法在效能上也具有與其他實現競爭的能力。接著，我們討論了在雙核心平台上的實現方法以提高效能。為了加速執行時間，我們利用了PACDSP的特性，將規律之運算分佈於兩組以增加處理器之效能。我們也使用單指令多資料（SIMD）指令以及一般指令層級平行化來減少處理器之延遲。在演算法上，我們根據離散餘弦轉換（DCT）之特性來跳過多餘的運算。在所有的最佳化之後，我們在最差情況下，對於一個工作在200MHz的真實PACDSP晶片而言，能夠達到每秒46張的解碼，滿足每秒三十張即時解碼的要求。而整個程式的大小為30 Kbytes，也小於PACDSP的程式快取記憶體大小32 Kbytes。最後我們在PSDK平台上展示了雙核心的實現結果。 在本篇論文當中，我們首先介紹了MPEG-4標準以及PADSP平台之概述。接著討論靜態分析、雙核心實現之設計、實作策略、最佳化方法、以及最後實現之結果。