【正文】 基于 DSP的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 基于 DSP 圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 摘要 隨著 DSP 技術(shù)的開發(fā)，運(yùn)用軟件實現(xiàn)基于 DSP 的實時視頻壓縮，已經(jīng)成為數(shù)字視頻壓縮運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的亮點(diǎn)，而這種運(yùn)用比起專門的壓縮芯片更具有靈活性和升級潛力。不斷發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)對圖像信息的采集，處理或傳輸提出了更高的要求。 本文介紹了基于 TMS320DM642 的圖像采集系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的輸入輸出及數(shù)據(jù)處理部分的設(shè)計。利用 TMS320DM642 提供的專用視頻端口通過 EDMA 傳輸數(shù)據(jù)使視頻的獲取及輸出變得非常簡單，同時 TMS320DM642 支持的視頻驅(qū)動 IOM 設(shè)計模式大大簡化了 視頻輸入輸出驅(qū)動設(shè)計的工作量，設(shè)計簡單、設(shè)計周期短，是圖像處理系統(tǒng)較為理想的選擇。 關(guān)鍵詞 ： TMS320DM642； 圖像采集系統(tǒng) ； 視頻輸入 ； 視頻輸出 基于 DSP的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 THE DESIGN OF IMAGE ACQUISITION SYSTEM BASED ON DSP ABSTRACT Along with the development of DSP technology, realizing realtime video pression on DSP by software has bee a highlight of digital video pression standard application and this kind of application has greater flexibility and upgrading potential than special pression chips. The continuous development of modern industrial technology has put forward higher requirements for the acquisition, processing and transmission of image information . This article describes the image acquisition system based on TMS620DM642: An image processing system based on TMS320DM642 is emphasis of the article is the method of video input and video output system uses the special video port of TMS320DM642 to transfer data through EDMAs,so it can capture and display video data very can design video driver by IOM model which reduces the designing is simple to design this design time is system is a very perfect selection for image processing. Key words: TMS320DM642； image acquisition system； video input； video output 基于 DSP的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 目 錄 1 緒論 .................................................................. 1 課題的發(fā)展?fàn)顩r ..................................................... 2 課題的研究價值 ..................................................... 2 課題研究 主要解決的問題 ............................................. 2 視頻輸入通道 ................................................. 3 圖像處理部件 ................................................. 3 圖像輸出通道 ................................................. 3 外圍控制電路 ................................................. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................. 3 2 圖像處理的基礎(chǔ)知識 .................................................... 4 數(shù)字圖像 ........................................................... 4 圖像傳感器與數(shù)字成像 ............................................... 4 CCD 傳感器 .................................................... 4 CMOS 傳感器 ...................................................4 數(shù)字化原理 ......................................................... 5 圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ....................................................... 6 圖像模式 ..................................................... 6 彩色空間 ..................................................... 6 圖像文件格式 ....................................................... 6 3 圖像采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................ 7 硬件組成 ........................................................... 7 圖像采集系統(tǒng)電路功能概述 ........................................... 8 多媒體處理 DSP 芯片 TMS320DM642 .................................. 8 DM642 簡介 ................................................... 8 DM642 Cache 結(jié)構(gòu) ............................................ 10 視頻端口 .................................................... 10 基于 DSP的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 外部存儲器接口 EMIF ......................................... 11 EDMA ...................................................... 11 DSP 外圍電路設(shè)計 .................................................. 12 視頻輸入接口電路 ............................................ 12 視頻輸出接口電路 ............................................ 13 FLASH 拓展電路設(shè)計 .......................................... 15 SDRAM 存儲器擴(kuò)展電路 ....................................... 17 I2C 接口 ..................................................... 19 I2C 接口的擴(kuò)展 ............................................... 20 硬件復(fù)位和時鐘 電路 .......................................... 21 電源設(shè)計 .................................................... 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................................... 24 主程序設(shè)計 ........................................................ 24 子程序設(shè)計 ........................................................ 25 圖像解碼程序設(shè)計 ............................................. 25 圖像編碼程序設(shè)計 ............................................ 26 5 總結(jié) .................................................................. 27 參考文獻(xiàn) ................................................................ 29 致謝 .................................................................... 30 附錄 .................................................................... 31 附錄 A................................................................. 31 附錄 B................................................................. 32 基于 DSP的圖像采集系統(tǒng)設(shè)計 第 1 頁 共 51 頁 1 緒論 課題的發(fā)展?fàn)顩r 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是高速數(shù)字信號處理器 (DSP)的應(yīng)用，極大地推動了圖像處理技術(shù)的發(fā)展。圖像處理系統(tǒng)分為通用圖像處理系統(tǒng)和專用圖像處理系統(tǒng)，其發(fā)展過程大致可分為三個階段。 第一階段大體上是 從 20 世紀(jì) 60 年代末到 80 年代中期，當(dāng)時的代表 事 英國 JOYCE LOEBL公司推出的 MAGISCAN圖像分析系統(tǒng)以及美國 VICOM公司推出 VICOMVEM圖像處理工作站、 VICOMVEM 機(jī)器視覺計算機(jī)。 MAGISCAN 用于醫(yī)學(xué)圖像處理和金相分析， VICOMVEM 系統(tǒng)主要用于工業(yè)控制。由于這些系統(tǒng)采用機(jī)箱式結(jié) 構(gòu)，所以系統(tǒng)的體積比較大，雖然功能較強(qiáng)，但價格昂貴。我國圖像處理系統(tǒng)的研制起步較晚，主要有清華大學(xué)的 TS79 小型通用圖像處理系統(tǒng)、 TJ82 圖像計算機(jī)和 TS84 多功能微機(jī)圖像處理系統(tǒng)。同樣是采用機(jī)箱式結(jié)構(gòu)，主流計算機(jī)采用小型機(jī)。 第二階段是從 80 年代中期到 90 年代初期，該階段的特點(diǎn)是小型化，外部結(jié)構(gòu)不再是機(jī)箱式而是插卡式。通過把圖像卡插到計算機(jī)內(nèi)，即可和計算機(jī)構(gòu)成圖像處理系統(tǒng)。典型產(chǎn)品有 :美國 Image Technology 公司的 PCVISION 系列圖像卡，美國 DT 公司推出的DT2851 圖像卡、 DT2858 圖 像卡和 DT871 真彩圖像卡。加拿大 MATRON 公司也推出一系列圖像卡。在國內(nèi)， 80 年代末到 90 年代初，中科院自動化研究所成功研制 CA 系列圖像卡，清華大學(xué)成功研制 TH 系列圖像卡。由于圖像卡體積小、價格低、使用方便，所以很受用戶歡迎。這階段的圖像卡大都開始采用大規(guī)模集成電路甚或是專用集成電路。這階段特點(diǎn)是 :主流機(jī)采用 PC，計算機(jī)總線采用 ISA 總線。 第三階段是從