隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，消費(fèi)類電子、電視電影廣播、計(jì)算機(jī)技術(shù)日益緊密地結(jié)合起來。人們不再滿足于只用簡單的文字、聲音進(jìn)行交流，逐漸趨向于用圖、文、聲、動(dòng)畫、視頻等多種媒體進(jìn)行綜合交流。MPEG-4作為新一代多媒體標(biāo)準(zhǔn)提供了一整套能同時(shí)滿足制作者、服務(wù)商和終端用戶的編解碼技術(shù)。它為數(shù)字化的多媒體數(shù)據(jù)的通信、訪問和操作提供了新的方法，并且提供了一個(gè)靈活的框架和一套開發(fā)工具來支持新的和傳統(tǒng)的性能。其基于對(duì)象的數(shù)據(jù)壓縮、靈活的碼流伸縮性以及可交互性的優(yōu)點(diǎn)使其可以適應(yīng)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的發(fā)展趨勢。
　　基于MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的解決方案紛紛推出，有的為硬件方案，有的為軟件方案。前者設(shè)計(jì)一個(gè)MPEG-4專用編解碼芯片，后者方式是基于通用視頻DSP芯片的軟件實(shí)現(xiàn)。 采用專用芯片的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，壓縮率高，且圖像質(zhì)量也好。缺點(diǎn)是一旦編解碼方案固定，就較難對(duì)其進(jìn)行升級(jí)與更新，且此種系統(tǒng)成本造價(jià)高，不易在市場上推廣。后一種方式利用DSP的高速信號(hào)處理功能，使用軟件實(shí)現(xiàn)的算法在其上運(yùn)行時(shí)可以大大縮短執(zhí)行時(shí)間，獲得較高的壓縮率，同時(shí)該方案易升級(jí)，算法易更新。
　　近幾年隨著通用DSP芯片的價(jià)格下降，使得以DSP芯片為核心加上適當(dāng)?shù)耐鈬考纬傻腗PEG-4音視頻編解碼系統(tǒng)將成為主流。本系統(tǒng)就是基于TI 公司的DSP平臺(tái)上對(duì)MPEG-4編解碼算法的實(shí)現(xiàn)。
　　1. 方案設(shè)計(jì)
　　在開發(fā)MPEG-4編解碼系統(tǒng)時(shí)，總的來說其難點(diǎn)在于對(duì)MPEG-4視頻編解碼算法的實(shí)現(xiàn)上。這是由于視頻圖像數(shù)據(jù)量巨大，對(duì)其處理和壓縮需占用較多的芯片資源和處理時(shí)間，在單獨(dú)的一片DSP芯片很難實(shí)現(xiàn)。舉例來說，在視頻編碼中通常的實(shí)現(xiàn)方式是由單片的DSP芯片加上一定的片外擴(kuò)展資源（如EPROM、SDRAM等）來實(shí)現(xiàn)編碼算法，但是在實(shí)際算法的執(zhí)行中，對(duì)外接器件中的數(shù)據(jù)讀寫的速度遠(yuǎn)小于對(duì)DSP芯片內(nèi)部資源的讀寫速度，這使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度就比較慢。如果要求一片DSP芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)編解碼算法則開發(fā)難度就更大了。實(shí)際的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)也證明在單片DSP上實(shí)現(xiàn)視頻的編解碼算法較為困難，開發(fā)周期較長，其圖像效果也不佳。而在實(shí)際應(yīng)用中，用戶對(duì)圖像顯示效果的要求越來越高，這就對(duì)圖像的顯示速度和清晰度提出了更高的要求。
　　本方案中是采用多DSP來實(shí)現(xiàn)MPEG-4的編解碼算法，多DSP的好處不言而喻，多DSP的協(xié)同處理可以極大得提高信號(hào)處理的速度。雖然多DSP帶來成本上提升，但是主流通用DSP芯片TMS320C5000、TMS320C6000系列芯片價(jià)格的逐年下降，使得多DSP的應(yīng)用已經(jīng)步入實(shí)用化階段。
　　2． 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
　　具體的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案是采用三片DSP作為音視頻的協(xié)處理器：一片TMS320C5402（以下簡稱為TMS5402）實(shí)現(xiàn)音頻編解碼，一片TMS320C6204（以下簡稱為TMS6204）實(shí)現(xiàn)視頻編碼，另一片TMS6204實(shí)現(xiàn)視頻的解碼。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制，同時(shí)擴(kuò)展其網(wǎng)絡(luò)功能，另外采用了一片ATMEL公司的AT75C220芯片，通過在其上嵌入式操作系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)DSP芯片及其外圍電路的控制。具體的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：
　　系統(tǒng)上電后，通過自引導(dǎo)程序進(jìn)行初始化，AT75C220自動(dòng)從Flash Disk中植入嵌入式操作系統(tǒng)，各DSP芯片也分別自引導(dǎo)入相應(yīng)的編解碼算法。同時(shí)此操作系統(tǒng)還向用戶提供一個(gè)友好的操作界面，用戶通過此界面來控制DSP芯片的編解碼過程、系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接，以及常用的功能（關(guān)機(jī)、播放音視頻、上網(wǎng)等）。
　　2.1 音視頻編碼
　　視頻編碼模塊框圖如下：
　　
　　視頻編碼工作過程：視頻圖像經(jīng)過采集存儲(chǔ)于幀緩存器中，采集完成后FPGA（可編程邏輯器件）向TMS6204發(fā)出接收信號(hào)。TMS6204接收到“圖像已采集好”的信號(hào)后，就通過DMA方式將圖像寫至片外存儲(chǔ)器SDRAM中，并開始運(yùn)行MPEG-4視頻編碼算法對(duì)片外存儲(chǔ)器中的圖像進(jìn)行編碼。編碼輸出信號(hào)通過HPI（Host Port Interface）口送至AT75C220，AT75C220將視頻信號(hào)與音頻進(jìn)行同步打包后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)往接收主機(jī)處。