;;; 摘要：以運用TMS320C6200定點DSP芯片完成MPEG-4標準中DCT系數(shù)量化為例，簡要介紹MPEG-4標準的量化方法，提出一種用定點乘法和移位運算代替量化過程中的除法和飽和運算的方法，并實現(xiàn)了快速運算。 ;;; 關鍵詞：量化 DCT變換 定點DSP芯片 MPEG-4 在基于DCT變換的圖像壓縮編碼方法中，對DCT系數(shù)必須做量化處理。量化過程是一個多對一的映射，例如對一個8×8塊的64個DCT變換系數(shù)分別除以量化步長后取整。由于大多數(shù)DCT變換系數(shù)量化后變?yōu)榱悖蚨_到壓縮的目的。由于在量化過程中用到除法，因此通常需要進行浮點運算。 但是，可進行浮點運算的數(shù)字信號處理器（DSP）芯片結(jié)構(gòu)比定點DSP芯片復雜，價格一般也比定點DSP芯片高很多。所以數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中通常采用定點DSP芯片來完成圖像壓縮運算，這種方法已經(jīng)成為數(shù)字圖像處理技術的的一個趨勢。 可用于數(shù)字圖像處理的比較好的定點DSP芯片有德州儀器公司新一代高性能定點DSP芯片TMS320C6200系列。它具有VLIW（Very Long Instruction Word）結(jié)構(gòu)，由8個可并行運行的執(zhí)行單元構(gòu)成。這些單元使得該系列芯片在單周期內(nèi)可以并行執(zhí)行多條指令，例如在單周期內(nèi)并行完成2個16位×16位乘法和2個移位操作。它還具有流水線結(jié)構(gòu)，使得若干條指令的不同執(zhí)行階段可以并行執(zhí)行。這些設計使得TMS320C6200系列芯片程序執(zhí)行速度更快、性能更高。如200MHx時鐘的TMS320C6201峰值性能可以達到1600MIPS。 在定點DSP上完成除法，通常的辦法是調(diào)用庫函數(shù)。但是調(diào)用庫函數(shù)，勢必會打破循環(huán)中的流水線操作，嚴重影響量化的完成速度。所以提高量化過程速度的關鍵就在于避免任何函數(shù)調(diào)用、跳轉(zhuǎn)等操作。 本文以TMS320C6200系列定點DSP為例，提出一種用定點乘法和移位運算來代替量化過程中除法和飽和運算的方法，從而極大地提高了量化過程的運行速度。該方法也同樣適用于其它各種定點微處理器。 1 MPEG-4標準中采用的量化技術及程序優(yōu)化 MPEG-4標準中定義了兩種量化方式：H.263量化方式和MPEG-4量化方式。這里為簡單起見，只介紹TMN2.0編碼器所用到的一種量化策略：AC系數(shù)和幀間宏塊的DC系數(shù)用H.263量化方式，而幀內(nèi)宏塊的DC系數(shù)用MPEG-4量化方式中的DC系數(shù)非線性量化方式。 1.1 H.263量化方式 量化參數(shù)QP可以取值[1,3]，量化步長為2QP。則量化公式為： 對于幀內(nèi)宏塊，LEVEL=|COF|/(2QP) 對于幀間宏塊，LEVEL=(|COF|-QP/2)/(2QP)式中，COF表示即將被量化的DCT變換系數(shù)，LEVEL表示量化結(jié)果的絕對值。 1.2 MPEG-4DC系數(shù)非線性量化方法 量化公式為：LEVEL=DC_COF//dc_scaler 式中，DC_COF表示即將被量化的DCT變換DC系數(shù)；LEVEL表示量化結(jié)果；//表示先進行除法運算，然后對結(jié)果四舍五入取整。 在內(nèi)部宏塊內(nèi)，定義亮度塊為類型 1塊，色差塊為類型2塊，類型1塊的C系數(shù)由類型1的非線性標尺量化；類型2的DC系數(shù)由類型2的非線性標尺量化。 表1為定義DC非線性量化標尺dc_scaler。

表1 幀內(nèi)宏塊DC系數(shù)標尺 類; 型 量化參數(shù)（QP）范圍內(nèi)的dc_scaler