44、运动JPEG2000编码器的高级算法复杂度分析

运动JPEG2000编码器的高级算法复杂度分析

1. 引言

随着数字硅技术的发展，信号处理算法的复杂度达到了极高的水平。这给系统设计师带来了两个重要影响：一是只能通过开发参考软件描述来指定处理算法；二是必须从软件描述中理解算法并评估其复杂度。由于复杂度大幅增加，仅凭直觉理解底层处理已不再可靠，且处理复杂度往往与输入数据密切相关，这使得设计师在设计高效的系统架构时面临巨大挑战。

在片上系统集成的软硬件协同设计中，典型的设计流程需要从软件描述中提取所有相关信息。然而，目前缺乏合适的自动工具来辅助基本的任务划分阶段，也难以从通用软件描述中获取算法计算复杂度的详细可靠信息以优化实现。

在视频、静态图像、音频和多媒体编码领域，新一代压缩标准（如MPEG - 4和JPEG - 2000）复杂度极高，且对编码器优化选择和输入数据非常敏感。因此，基于纯软件描述的工具辅助高级算法复杂度分析成为复杂系统设计的新方法。这里将介绍软件插桩工具（SIT），并展示其在运动JPEG2000编码器硬件/软件协同设计中的应用。

2. 复杂度分析与系统设计

在任何系统设计过程中，深入理解算法复杂度至关重要。以下问题对于设计高效处理架构以满足处理需求非常关键：
- 有多少操作？
- 操作类型是什么？
- 操作的数据类型是什么？
- 有多少次内存访问？
- 内存架构是怎样的？
- 正确执行算法需要哪些处理函数？

提前掌握这些信息，并将其作为软硬件任务划分和任务优化的可靠支持，可以减少甚至避免代价高昂且耗时的重新设计迭代。同样类型的分析对于其他系统优化任务（如数据传输和功耗最小化）也很有用。