5/3提升小波在DM642上的實現與優化

　　2.5 程序優化

　　由前面的分析可知,對圖像進行提升小波變換時,需要對其四個邊界進行延拓。延拓方式采用圖1所示的對稱延拓，其中左邊與上邊需要多延拓一個點。而對圖像中的一個塊進行提升變換時，其延拓的應該是與該塊相鄰的四個塊數據的邊界數據，如圖4所示。

　　邊界延拓主要是用于計算高頻系數。分析發現，水平提升時，當前數據塊每一行的最后一個高頻系數與下一個塊在該行的第一個高頻系數相同。所以只要把當前塊的這些系數保存起來，在對下一塊進行水平提升時第一個高頻系數就不需要再進行計算，因此也就不需要再對其左邊界進行延拓了。垂直方向的提升也是同樣的道理。在程序中添加兩個數組，分別用于存放當前塊的每一行與每一列的最后一個高頻系數。采用這種方法就可以降低程序的復雜度，提高執行效率，減少缺失的發生。

　　像素擴展函數pix_pand[9]是采用TI的IMGLIB算法庫。水平提升與垂直提升函數均由作者用線性匯編語言編寫，充分利用64x系列DSP的半字處理指令，采用半字打包技術，最大限度地提高程序的執行效率。

　　水平提升時，將每行的數據重新排序，變成如圖5所示的結構。

　　使用C64x的ADD2、SHR2和SUB2等半字處理指令，將如下的兩個運算并行執行：
 H(1)=B-[(A+C)>>1]

 H(2)=D-[(C+E)>>1]
垂直提升時則可以安排多列的計算并行執行，如圖6所示。
 H1(1)=B1-[(A1+C1)>>1]

 H2(1)=B2-[(A2+C2)>>1]

3 仿真結果

　　表1列出了CPU讀取L1D時產生的缺失數。其中，水平方向的缺失不可避免。由于要對數據塊的右側和底部進行邊界延拓，所以在水平方向的缺失數比傳統方法略高；而在垂直方向上，該算法完全避免了缺失的發生。

　　表2列出了幾種方法的計算性能。由于本文采用了多種優化技術，運算速度提高了4～10倍。

　　本文介紹了5/3提升小波變換及其在DM642上的實現。為了提高其性能提出了多項優化技術，試驗證明這些方法十分有效。

參考文獻

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