基于SOPC的MPEG-4視頻播放器:介紹Altera SOPC平臺(tái)上MPEG-4視頻播放器的實(shí)現(xiàn)。以NiosII用戶自定義指令方式實(shí)現(xiàn)IQ、IDCT、MC等計(jì)算密集型功能模塊，從而在XviD Codec基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)Simple Profile視覺(jué)框架下，L1級(jí)、QCIF、25fps的MPEG-4視頻實(shí)時(shí)解碼。
關(guān)鍵詞 MPEG-4 視頻播放器 SOPC NiosII
引 言
??? 多媒體技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)之一，就是解決視頻、音頻數(shù)字化以后數(shù)據(jù)量大，與數(shù)字存儲(chǔ)媒體、通信網(wǎng)容量小的矛盾，其解決途徑就是壓縮。

??? 為了支持低比特率視頻傳輸業(yè)務(wù)，MPEG(Moving Picture Expert5 Group)推出了MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)。于1999年正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-4是一個(gè)適合于低傳輸率的視頻、音頻解決方案，更注重于多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)提供了一種高度靈活、基于“內(nèi)容”的編碼方法，解碼端可以“按需解碼”，還可以添加對(duì)象和信息。這種靈活性使得MPEG-4具有高效的編碼效率、基于內(nèi)容的可擴(kuò)展性以及在易受干擾環(huán)境下的魯棒性。
MFEG-4的這些特性使得它十分適合于存儲(chǔ)容量有限的手持終端設(shè)備。但是MPEG-4視頻解碼中涉及的反量化(Inverse Quantlzation，IQ)、反離散余弦變換(InverseDiscrete Cosine Transform，IDCT)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(Motion Composition，MC)等技術(shù)均是典型的計(jì)算密集型變換，對(duì)于本身處理能力有限，功耗受限的手持終端設(shè)備而言，視頻解碼的實(shí)時(shí)性是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

??? 本系統(tǒng)在Nios II和FPGA構(gòu)成的SOPC平臺(tái)上，使用NiosII的用戶自定義指令以硬件邏輯方式實(shí)現(xiàn)MPEG-4解碼中的IQ、IDCT、MC等計(jì)算復(fù)雜、高度耗時(shí)的功能模塊，極大地提高解碼速度。從而在以GPL協(xié)議發(fā)布的XviD Codec基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)Simple Profile視覺(jué)框架下，L1級(jí)、QCIF(177×144分辨率)、25fps的MPEG-4實(shí)時(shí)解碼，并通過(guò)DMA方式在LCD上加以顯示。
1 系統(tǒng)功能描述
??? 本系統(tǒng)從功能上可以分為視頻文件存取、視頻解碼器、YUV-RGB變換器和LCD控制模塊4個(gè)部分。

1．1 視頻文件存取
??? 要進(jìn)行視頻文件的播放，首先需要對(duì)視頻文件進(jìn)行方便地存儲(chǔ)和讀取。系統(tǒng)播放的MP4文件由XviD Codec在PC上對(duì)4：2：0的YUV文件壓縮得到。該MP4文件采用177×144分辨率的QCIF格式，25幀／s。在下載模式，可以通過(guò)JTAG接口將MP4文件寫(xiě)入Flash存儲(chǔ)器中。在播放模式下，Nios II處理器將MP4文件從Flash存儲(chǔ)器中讀出，送入文件緩沖池中等待解碼器對(duì)其進(jìn)行讀取并解碼。

1．2 視頻解碼器
??? 視頻解碼器是系統(tǒng)的核心。如圖1所示，視頻解碼器由熵解碼器、反量化、反離散余弦變換、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊和視頻幀緩存5個(gè)模塊組成。