虽然数码相机 (DSC) 投入商场仅几年时刻，但现已使消费类电子成像业产生了天翻地覆的改动。现在，全球售出的相机中大约有三分之一是数码相机，并且其比例还在稳步上升。
跟着多兆象素DSC生成分辨率越来越高的图画而开端应战传统的胶卷像机，消费类DSC也正供给智能化操作方式，协助用户在各种条件下都能拍照出更好的相片。视频方式也现已成为消费类 DSC的规范功用，运用户能够快速拍照多个相片，以便挑选更好的快照，一同也使他们能够保存重大事件的简略编排。此外，DSC 也开端与手机集成在一同，完成停止图片与编排随时随地的快速传输。
跟着瞬息万变的 DSC 商场不断分解，开发商有必要不断充分运用技能立异的优势来细分其产品。当今其间一项立异就是在依据高功用数字信号处理器 (DSP|0″>DSP) 的消费类 DSC 中引进MPEG-4 视频紧缩技能。MPEG-4规范使 DSC 能够有用供给视频及其他操作方式，添加所存储视频编排的数量，并支撑视频图画强壮牢靠的传输。DSP能够供给低价位相机产品中 MPEG-4 编码以及解码所需求的核算功用，特别那些具有支撑快速图画处理架构的DSP更是如此。可编程性使开发商在整个DSC 产品线中运用相同的 DSP 渠道，然后经过软件优化不同产品的成像管道 (image pipe)。
新的紧缩规范
DSC传统依赖于 JPEG 紧缩规范，其规划用于存储停止图画，并且现已过互联网而广为盛行。在紧缩中，JPEG 选用离散余弦改换 (DCT) 与量化技能有用地从包括 8×8 象素阵列的最小编码单元 (MCU) 的数据描绘中消除大部分空间冗余。然后此算法选用熵或可变长度编码 (VLC) 技能进一步削减存储与传输的图画数据。图画解压的过程则与此相反。依据图画内容，虽然紧缩比随图画的不同而不同，可是JPEG算法一般情况下能够将象素数据紧缩一个数量级而不丢掉视觉完好性。
用于动画与视频的各种 MPEG 规范选用与 JPEG 相同的帧内技能下手来紧缩根本的停止图画或I帧，然后选用附加的帧间技能以消除随后帧中的暂时冗余。帧间技能事实上触及将每个接连帧的 16×16 象素宏块紧缩到上一个帧的宏块，然后选用运动估量与补偿技能来描绘宏块的帧到帧移动。这些猜测帧或P帧只需求描绘其从上一帧的改动。然后以运用所决议的距离定时对 I帧进行编码。
图1说明晰一般 MPEG 视频紧缩中所触及的过程。图画顶部从输入到输出的帧内紧缩过程（DCT、量化与VLC）足以生成 I帧。为了创立 P帧，刚编码的帧有必要在本地帧缓冲器中被解码并存储，以便完成曩昔帧的逐块紧缩到未来帧（即运动估量），然后完成帧间紧缩。视频解码触及图下部的过程（逆量子化、反向 DCT、运动补偿）。除了图中所示之外，MPEG 规范还具有选用独立流程的音频紧缩－解压算法。
图 1：MPEG 视频紧缩流程图
MPEG-4：多媒体规范
MPEG 规范在不断开展，以习惯新式的视频运用。开始的 MPEG-1 规范开发用于大容量存储与体系检索，例如：交互式 CD-ROM 以及 VCD。尔后，在 MPEG-2中对该规范进行了修正，以支撑更高的分辨率、更广泛的格局以及与 HDTV 相关的数字编码。因为在 DVD 中的运用，MPEG-2 更受喜爱。在视频数据库的要求所驱动下，MPEG-7 规范规则了用于信息查找的内容表述。
MPEG-4 开发用于交互式多媒体运用，其间包括那些经过无线连接供给的多媒体运用。它与根本 H.263 视频紧缩规范同享算法。与前期的 MPEG 规范比较，MPEG-4 为更高密度的图画供给了更好的紧缩，并为更强壮牢靠的传输供给了更高的容错弹性 (error resilience)。别的，MPEG-4 支撑在帧中引进目标类型，然后能够独立规则、紧缩、传输和从头组合不同的图画及图形单元。可是，该规范的目标支撑功用仍有待开发切实可行的实施方案。到那时，包括 DSC 在内的大部分 MPEG-4 运用能够持续依据通常情况下与图画的完好矩形帧对应的单个目标。
高紧缩功率
特定编排的紧缩比随主题的不同而千差万别，不过一般情况下 MPEG 紧缩技能能够将 JPEG 帧的后续方式－运动 JPEG (M-JPEG) 的紧缩比在相同分辨率下进步一个数量级。进一步的紧缩源自帧间技能的选用。视频帧一般大约为 10万象素（352 x 288 象素，CIF 分辨率）或大约 2.5 万象素（176 x 144象素，QCIF 分辨率），而不是一般情况下与 JPEG 相关的 2～5 兆象素。虽然分辨率的这种下降在高质量相片中是不能承受的，可是关于许多消费类 DSC 产品来说却足够了，特别是考虑到它完成了写真视频的收集。
MPEG-4 算法充分运用紧缩技能中的精化功用，将新近的 MPEG 比率下降了大约20％。高档 MPEG-4 紧缩能够将每秒15帧 (fps) 的 QCIF 视频图画从原始视频数据的 4.5Mbps 紧缩为不到 64kbps，一同还能够坚持恰当的阅读质量。在DSC 中，MPEG-4 紧缩使相机能够在内存中存储比 M-JEPG 大几倍的视频图画。
更佳的容错弹性
MPEG-4 集成了多种进步容错弹性的新技能，容错弹性是很有用的特性，因为人们正越来越多地传输运用 DSC 收集的相片与编排。跟着 DSC 手机的日益盛行，强壮牢靠的传输成为了必不可少的要求。MPEG-4 的容错弹性技能包括：
更多的再同步符号，其可将所传输的数据分红小视频包，然后使接纳方能够在最小化数据丢掉情况下康复各种传输过错；
报头扩展代码，其指示每个数据包的报头，以避免因为包括重要报头信息的视频帧中第一个视频包的损坏而导致潜在的报头信息丢掉；
将视频数据分红运动与纹路（空间）数据，经过进步该部分数据被接纳到的几率而促进从过错康复；
可逆 VLC，答应接纳方从再同步符号后向与前向进行解码，以便在产生传输过错后康复尽或许多的图画；
用于空间及时刻过错的过失躲藏技能（在 MPEG-4 中规则了几种技能，这些技能是对该算法的弥补，而并非其组成部分）。
对 DSP 功用与灵活性的需求
因为帧间运动估量及补偿中触及其他过程，因而 MPEG-4 紧缩与解压算法比JPEG 需求强得多的处理才能。所以，DSC中的图画处理引擎有必要能够到达更高的功用水平。虽然 AS%&&&&&% 能够完成此项使命，可是它不易于结合到不同 DSC 产品的成像管道中；另一方面，可编程 DSP 不光能够供给 MPEG-4 算法所需的功用，并且还能够经过软件优化不同体系。别的，还能够对相同的 DSP 进行编程，使其履行JPEG算法，以便在更高分辨率的DSC中推行运用。因而，整个 DSC 产品线能够依据单个 DSP 渠道，然后在节省很多开发时刻与本钱的一同还能促进产品的细分。
带成像架构的 DSP 示例
德州仪器 (TI) 推出的 TMS320DM270 数字媒体处理器就是一种为 DSC 等成像运用而专门规划的高功用 DSP。DM270 是依据多处理器架构之上的，其选用一个ARM7 32 位 RISC 微控制器来处理非成像功用，并用作整个体系的主控制器，一同选用可编程的 C54x? DSP 中心处理音频编码与解码。别的，DM270 还集成了专门规划用于处理大部分高核算要求成像使命的可编程协处理器。其间一个协处理器－SIMD 图画处理引擎 (iMX) 履行 DCT、反向DCT以及很多其他处理运算中的运动估量与补偿。其他协处理器履行可变长度编码/解码、量化与逆量子化。
图 2 展现了 DM270 的首要功用块与流程。除了首要的处理器之外，该器材还经过各种通用 I/O 引脚集成了高速缓冲存储器、图画块缓冲器、以及用于外部存储器、CCD、LCD 或 TV 输出及其他通讯接口的控制器。专用的图画预处理硬件能够消除主处理器的某些使命担负，如：白平衡、主动曝光以及主动调焦。
在外部只需求 SDRAM 来完善 DSC 的图画处理引擎。因为 MPEG 有必要坚持附加帧以进行运动估量与补偿，因而在 QCIF (176×144) 分辨率下，编码需求大约 110千字节 SDRAM。凭仗其高度集成与专用架构，DM270 能够在CIF (352×288) 分辨率下处理超越 30fps 的 MPEG-4 编码，一同能够在 HVGA (640×240) 分辨率、超越30fps 的解码期间处理超越50％ 的象素。该器材还支撑多媒体中所选用的其他首要视频、音频与语音规范，并且能够与规划用作手机引擎的 DSP 一同结合运用。
DSC 手机与其他新式运用
在瞬息万变的视频成像消费类电子产品商场中，怎样高估编程灵活性的重要性都不为过。DSC 正迅速开展并融入新的运用。其间之一是带有集成相机的手机，供给停止图画与视频编排的收集与传输功用。该体系现已投放商场。MPEG-4 数据能够嵌入多媒体信息服务 (MMS) 协议栈中，然后能够选用无线 IP 网络信息的行业规范在无线网中轻松传输视频数据包。
开发商或许也希望具有 DSP 所带来的灵活性，以便规划那些在无线产品中也具有的、其他类型的相机体系，例如：支撑依据 H.324 的视频会议的体系。该视频会议无线电话选用 H.263 或 MPEG-4 来对视频进行编码与解码。别的，或许还需求将消息发送功用与可视会议融为一体的、对会话初始化协议 (SIP) 的支撑。MPEG-4 的未来开展，如：目标功用，或许会需求对现已投入运用的单元以及正在开发中的单元进行从头编程。其间一项开展就是新出现的 MPEG-4 AVC（高档视频编码）规范（又称为 H.264 规范）的更高紧缩密度。可编程的 DSP 完成了对所有这些规范及其他规范的支撑，然后能够有助于成像体系开发商细分其产品，并激起新的商场需求。
在成像质量方面，DSC依然需求必定时刻才能与最高质量的传统胶卷相机抗衡。可是，在低端商场中，DSC 却能够供给传统相机所无法与之对抗的视频与其他功用。现在，DSC 开发商正从更高的紧缩比与更高的容错弹性探究 MPEG-4，以协助其供给顾客所希望的更多功用。而可编程 DSP 能够供给在低本钱 DSC 上完成MPEG-4算法所需求的功用，在高度分解商场中，它们为开发商供给了可满意各种需求而需求的灵活性。依据 DSP 的 MPEG-4 紧缩还为在未来把DSC与无线设备集成并支撑其他新式运用打开了机会之门。运用 MPEG-4 与 DSP，低本钱消费类 DSC 将会持续迎来光辉的未来。让我们放眼展望吧！
