9.3.2. JPEG模块功能说明

9.3.2.1. 原理框图

下图是JPEG编解码引擎的框架示意图

JPEG 解码流程如下：

• VLD 解码模块从外部存储器读取原始码流，解码出 MCU 块系数信息，并将块系数信息传递给变换/量化模块；

• 变换/量化模块根据接收到的块系数进行反量化和反变换；

• 后处理模块读取反变换后的块数据，镜像旋转、镜像或下采样；

• 最终解码得到的 MCU 数据通过 DMA 写入外部存储器；

• 时序控制对各个子模块进行调度，确保解码过程的正确性与高效率，为了提高解码效率，各子模块之前采取并行的方式进行。

JPEG编码流程与解码完全相反。

• 首先通过 DMA 由外部存储器读取 MCU 亮度和色度数据，并保存到内部缓存用于前处理；

• 前处理模块对 MCU 块数据进行镜像旋转、缩放处理；

• 变换/量化模块对接收到的块系数进行变换和量化；

• 量化后的块系数经过 VLC 模块进行 huffman 编码，得到最终的码流；

• 最后通过 DMA 把比特流数据写入外部存储器。

9.3.2.2. 解码流程

JPEG图片解码启动一次硬件就可以完成一张图片的解码。具体流程如下:

9.3.2.3. 前/后处理

解码后处理支持缩放以及旋转镜像，但两个功能不能同时开启；同时也支持 RGB 颜色格式转换以及 Crop 输出。

编码前处理只支持旋转镜像，不支持缩放。

• 缩放

缩放功能支持对解码后数据进行下采样，水平、垂直像素宽度可以分别缩小为原始的1、1/2、1/4、1/8。

• 旋转和镜像

旋转4种模式，分别对应逆时针旋转 90度*n (n=0, 1, 2, 3)，镜像支持两种模式（水平镜像和垂直镜像），旋转与镜像可组合使用，如下表所示。

当旋转和镜像组合使用时，先做镜像再做旋转。当该模块被使能后，共有四位寄存器用于工作模式的选择：两位代表选择的角度，另外两位分别代表水平与垂直镜像功能的使能，实际有效只有8种表现。

垂直镜像使能	水平镜像使能	旋转模式	寄存器值	模式
否	否	0	4‘b0000	0
否	否	90	4‘b0001	1
否	否	180	4‘b0010	2
否	否	270	4‘b0011	3
是	否	0	4‘b0100	4
是	否	90	4‘b0101	5
是	否	180	4‘b0110	6
是	否	270	4‘b0111	7
否	是	0	4‘b1000	8
否	是	90	4‘b1001	9
否	是	180	4‘b1010	10
否	是	270	4‘b1011	11
是	是	0	4‘b1100	12
是	是	90	4‘b1101	13
是	是	180	4‘b1110	14
是	是	270	4‘b1111	15

• 颜色格式转换模块

颜色格式转换模块支持 YUV 格式转 RGB/RGBA

• 误差扩散 Dither

当像素格式从高位宽转为低位宽时（输出颜色格式为 RGB565 或 BGR565 ），如果直接对数值做截断处理，图像的渐变区域会有明显的阶梯效应。 使用 Dither 算法可以使图像渐变区域更平滑。

Dither 算法主要思想是把相邻像素的量化误差扩散到当前像素，从而使图像更平滑。

• crop 功能

解码后图像的矩形区域数据搬移到目标图像的指定矩形区域中。 只有 RGB/RGBA 颜色格式输出才支持crop功能。