DSP數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐

基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：為滿足高數(shù)據(jù)量圖像處理需求，提出并設(shè)計(jì)了以TMS320DM642為處理器的數(shù)件系統(tǒng)，并在DSP/BIOS上配以實(shí)時圖像處理軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在此平臺上，采集圖像并運(yùn)用優(yōu)化算法對圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分割、的需要，并且由于DSP的可編程性，還可以在硬件一級獲得系統(tǒng)設(shè)計(jì)的極大行運(yùn)算單元，處理能力達(dá)4800MIPS為了面向多媒體應(yīng)用，還集成了3個可配置的視頻端口。采用D系統(tǒng)的整體硬件框圖如圖1所示，整個系統(tǒng)是以TMS320DM642為關(guān)鍵構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)。包括DM642處理器芯片、視頻編解碼器芯片、其他外圍電路。FPGAFPGA個JTAG個圖1系統(tǒng)硬件構(gòu)成框圖時鐘模塊方面，片內(nèi)PLL輸入時鐘和EMIF外部輸入時鐘是DM642的兩個重要時鐘，為保證時鐘的精確性均采用了有源晶振。其中PLL輸入時主頻。EMIF外部輸入時鐘為100MHz,此時鐘由ICS512芯片提供。外部存儲器擴(kuò)展方面，系統(tǒng)采用了2片MT48LC4M32B2-7SDRAM芯片，此芯片采用了同步接口方式(所有的行地址數(shù)目為12,列地址數(shù)目為8。DM642僅支持8位的ROM啟動，因此本系統(tǒng)選用了8位數(shù)據(jù)線寬的協(xié)處理器FPGA與DM642數(shù)據(jù)線、地址線以及時鐘信號線相連，VideoVideoCaptureDM642圖2視頻模塊框圖性能視頻解碼器，可將NTSC/PAL/SE-CAM制式的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字色差信號(YUV4:2:2)。它支持兩個復(fù)合視頻或一種S端輸入，輸出格式為ITU-RBT.656,使用TI專有技術(shù)鎖住弱、嘈雜以及不穩(wěn)定信號。基于模塊化設(shè)計(jì)思想進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，針對系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，將其劃分為初始化、視頻捕捉、視頻處理以及視頻顯示四個模塊，后三個模塊為RF5參照框架中的三個任務(wù)，其整體框圖如圖5所示。系統(tǒng)初始化模塊系統(tǒng)初始化模塊視頻顯示模塊顯示器圖像處理模塊2、軟件系統(tǒng)程序流程捕獲任務(wù)獲得一幀(圖像：發(fā):))和顯示驅(qū)動啟動DSP/BIOS圖6系統(tǒng)程序流程圖RF5模塊初始化、視頻捕捉和顯示通道的建立以及圖像處理算法實(shí)例的建立和注冊。設(shè)備 (PERCFG),設(shè)備狀態(tài)(DEVS-TAT)和JTAG識別(JTAGID)的器，并完畢對應(yīng)的配置。這部分工作通過調(diào)用編寫的板級支持庫中的DEyesDM642jinit(函數(shù)來完畢。此函數(shù)不僅對功能復(fù)用管腳進(jìn)行了配置，并且還設(shè)置外部存儲器擴(kuò)展接口EMIF和I2C控制器。RF5模塊的初始化包括：系統(tǒng)初始化RF5通道模塊；系統(tǒng)初始化RF5框架中用于內(nèi)部單元通訊和任務(wù)視頻捕捉，負(fù)責(zé)將外部視頻解碼器TVP5150解碼生成的數(shù)字視頻信SDRAM中。系統(tǒng)初始化后完畢視頻捕捉通道的建立，視頻采集單元進(jìn)入自動采集狀態(tài)，每場圖視頻顯示，負(fù)責(zé)將通過圖像處理任務(wù)處理后的圖像編碼成原則數(shù)字視頻流，輸出給外部視頻解碼器數(shù)據(jù)送入到視頻端口的FIFO中，視頻端口將數(shù)據(jù)輪番輸出到用于顯示的外部編碼器SAA7105中。當(dāng)完整的一幀圖像從內(nèi)存?zhèn)鞑サ揭曨l端口后會觸發(fā)EDMA中斷，將會送入新的一幀圖像，而VPISR重要用來完畢視處理系統(tǒng)的JTAG端子與USB仿真器相連，視頻輸入輸出端子分別與CCD攝像頭和顯示屏相連。然后給數(shù)字圖像處理系統(tǒng)、CCD攝像頭以及顯示屏依次上電，上電后將USB仿真器連接到P序下載到系統(tǒng)SDRAM中開始執(zhí)行。數(shù)字圖像處理系統(tǒng)開始通過CCD攝像頭進(jìn)行圖像采集工作，同步將采集到的視頻信息進(jìn)行處理，并將處理后的圖像信息送到顯示屏進(jìn)行顯示。處理前后的圖像如圖