基于Blackfin561的JPEG2000 壓縮算法實現(xiàn)及優(yōu)化

3 系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)字圖像的采集和壓縮處理。它有效利用了Blackfin561的專用視頻接口PPI和其它豐富的接口資源，具有設(shè)計簡單、便于軟件編程的特點。圖2所示其系統(tǒng)工作流程及連接框圖。

由圖2可見，本系統(tǒng)首先由CCD攝像頭來采集圖像，輸入的模擬信號經(jīng)ADV7183視頻編碼芯片轉(zhuǎn)換成ITU一656格式的數(shù)字視頻流，該視頻流通過BF561的PPI傳輸?shù)絊DRAM。然后由DSP從SDRAM讀入圖像，并執(zhí)行JPEG2000編碼操作，最后將壓縮視頻流輸入到輸出模塊進行傳輸。輸出模塊由USB控制芯片ISPl362組成，可以實現(xiàn)系統(tǒng)和PC機的互連。FLASH用來存放加載文件LDR。

4 JPEG2000算法移植
如果用戶導(dǎo)入的Blackfin處理器的C代碼能夠兼容ANSI C語言，那么，就能直接在Blackfin上進行構(gòu)建并執(zhí)行這個“現(xiàn)成的”代碼程序。但是結(jié)合嵌入式應(yīng)用環(huán)境，移植時還需注意以下幾點：
首先要注意不同的平臺對數(shù)據(jù)類型的長度定義可能是不一樣的。在程序移植中可以對數(shù)據(jù)類型使用typedef宏進行定義，如“typedef intINT32；”這樣便于移植時更改。
其次，因為嵌入式系統(tǒng)中的存儲空間有限，而且是分級的，且不同級別的處理器大小和運算速度均不同。因此，在定義變量時需要考慮其存放地址。通過section(“存儲器段名”)語句可以將變量和代碼放入指定地址。其中“存儲器段名”可在ldf件中設(shè)置。
第三為了程序調(diào)用方便，PC平臺下的C程序會經(jīng)常使用大量的動態(tài)內(nèi)存分配(如calloc、realloc、new等)?？紤]到嵌入式系統(tǒng)的特點，即需要不停的循環(huán)處理，因此，應(yīng)該用靜態(tài)數(shù)組代替動態(tài)內(nèi)存分配。這樣不僅可以避免動態(tài)內(nèi)存分配造成的內(nèi)存碎片問題，同時存儲結(jié)構(gòu)也更加清楚明了。
此外，由于源程序中有許多文件操作，而嵌入式系統(tǒng)并不直接支持文件操作，所以應(yīng)予以剔除，用讀寫數(shù)組的方式來替代。
最后應(yīng)注意Visual DSP++兼容的C語言庫函數(shù)。由于它不能識別malloc．h>等庫文件名稱，而calloc、malloc等動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)均包含在stdlib．h>中。所以，若要使用malloc，只需在程序中包入stdlib．h>即可。注意以上幾點，C語言源程序就可以在VisualDSP++下運行，從而實現(xiàn)其功能了。

5 程序優(yōu)化
由于移植后的算法只是簡單的實現(xiàn)了圖像編碼功能，而遠不能保證其實時性，因而需要對其進行優(yōu)化。優(yōu)化主要涉及浮點轉(zhuǎn)定點運算、代碼優(yōu)化和存儲器優(yōu)化。
5．1 浮點運算轉(zhuǎn)定點運算
Blackfin處理器是一款定點處理器。該處理器本身并不支持float、double等浮點數(shù)據(jù)類型，而只能通過仿真實現(xiàn)，所以，用Blackfln直接進行浮點運算是很費時的。因而應(yīng)將小波變換及其它涉及浮點運算的模塊全部定點化。
可以將浮點系數(shù)乘以一個尺度因子，使其變換成整數(shù)。然后在運算過程中再除以尺度因子，這樣就避免了浮點操作。同時，Blackfin處理器是針對小數(shù)形式進行優(yōu)化設(shè)計的，它提供了大量的運算指令，可以快速的執(zhí)行定點和小數(shù)運算。若用匯編編寫，則可以充分發(fā)揮處理器的性能，優(yōu)化幅度更大。下面給出小波變換定點化的一段程序：