【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D0 DS2 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D1 15 DS3 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D2 DS4 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D3 DS5 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D4 DS6 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D5 DS7 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D6 DS8 紅 可編程 FPGA LED 寄存器 D7 系統(tǒng)狀態(tài)指示燈 ICETEKDM642PCI 評(píng)估板提供 5 個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)指示燈（ DS9DS13）。下表顯示了個(gè)指示燈的功能和顏色。 表 16：系統(tǒng)狀態(tài)指示燈 編號(hào) 顏色 功能 DS9 紅 7115（ A）解碼開(kāi)始，初始化成功 DS10 紅 FPGA 加載成功 DS11 紅 復(fù)位燈，燈亮表示正在復(fù)位 DS12 紅 7115（ B）解碼開(kāi)始，初始化成功 DS13 綠 評(píng)估板通電指示燈 復(fù)位開(kāi)關(guān) S3 ICETEKDM642PCI 評(píng)估板可以通過(guò)兩種方法進(jìn)行復(fù)位。第一種是電源復(fù)位。通過(guò)對(duì) ICETEKDM642PCI 評(píng)估板的通斷電進(jìn)行復(fù)位。 第二種是按下復(fù)位開(kāi)關(guān) S3。當(dāng)這個(gè)開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，評(píng)估板處于復(fù)位狀態(tài)。 16 實(shí)驗(yàn)一 運(yùn)動(dòng) 圖像 檢測(cè) （驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)） 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．學(xué)習(xí)使用 RF5 設(shè)計(jì)框架構(gòu)造應(yīng)用程序。 2．了解在 RF5 平臺(tái)上調(diào)用 DIFF(Difference)算術(shù)庫(kù)。 3．學(xué)習(xí)運(yùn)用 IDMA 規(guī)范綜合 JPEG 編碼和解碼庫(kù)。 4．了解使用 XDIAS 接 口實(shí)現(xiàn)與算術(shù)庫(kù)的協(xié)調(diào)工作。 二． 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī)， ICETEKDM642IDKM 實(shí)驗(yàn)箱。 三．實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)程序在 ICETEKDM642PCI 板上實(shí)現(xiàn)多通道 圖像 的動(dòng)態(tài)檢測(cè)輸入， 圖像 采用 CIF 格式而輸出采用 4 幅拼接在一起的 CIF 格式的 圖像 。程序?qū)z入的視頻 圖像 首幅作為參考幀，調(diào)用 DIFF 算法計(jì)算之后的輸入與參考幀的差別，產(chǎn)生檢測(cè)圖，再由ROTATE 算法將輸入 圖像 的色差經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)生成色差調(diào)整圖，再生成先經(jīng)過(guò) DIFF 算法處理接著經(jīng)過(guò) ROTATE 算法處理過(guò)的檢測(cè)圖。 1． 示意圖 通道 1：左上角 圖像 顯示當(dāng)前活動(dòng)視頻。 通道 2：當(dāng)前視頻與參考圖的差別，由 DIFF 算法計(jì)算所得的動(dòng)態(tài)檢測(cè)圖，它位于顯示的右上角。如圖，因?yàn)榍虻奈恢酶淖兞?，所以改變的地方及其陰影都被檢測(cè)出來(lái)并顯示成紅色。 通道 3：在左下角是一幅色差旋轉(zhuǎn)變換圖。當(dāng)前視頻被調(diào)整色差信號(hào)，使得圖中圖像采集 通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 ROTATE DIFF DIFF ROTATE 1 2 3 4 1 2 3 4 顯示線程 17 方塊和球都在改變顏色。 通道 4：是通道 2 和通道 3 的合并結(jié)果， 圖像 先作 DIFF 運(yùn)算再作 ROTATE 運(yùn)算。不只是方塊，通道 2 中的運(yùn)動(dòng)部分都變成藍(lán)色了。 2．程序分析 (1)DIFF 完成的運(yùn)算 (此算法庫(kù)相關(guān)源文件請(qǐng)見(jiàn)目錄 :\ICETEK DM642 EDULab\ Lab534 VideoMotionDetect\diff_ti) ①比較區(qū)域內(nèi)所有象素并計(jì)算有差別象素的數(shù)目。 ②如果有大于 DIFFTHRESHOLD(該閾值 自定義 )數(shù)目的象素不同，轉(zhuǎn)第③，否則，停止。 ③找出所有差異象素并改變顏色。 (2)重新設(shè)置參考 圖像 ，修改標(biāo)注顏色 四．實(shí)驗(yàn)步驟 1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 (1)連接設(shè)備 ①關(guān)閉計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)箱電源。 ②連接 仿 真器一端的黑色插頭到 ICETEKDM642PCI 板上 J7 插座 (JTAG)，電纜上紅色線要靠近“ J7”絲印。 ③連接 +5V 電源線到 ICETEKDM642PCI 板上 J10 插座。 ④連接實(shí)驗(yàn)箱中視頻轉(zhuǎn)接線的輸入端連接到選配的攝像頭或視頻信號(hào)輸入端子上，將轉(zhuǎn)接線的輸出端 (兩個(gè)接頭 )分別連接到 ICETEKDM642PCI 板上 J15 和 J16 插座。 ⑤連接實(shí)驗(yàn)箱中電視顯示器接頭到專用電視轉(zhuǎn)接線的相應(yīng)插頭，連接轉(zhuǎn)接線的黃色蓮花插頭到 ICETEKDM642PCI 板上 J4 插座。 ⑥用實(shí)驗(yàn)箱所配的電源轉(zhuǎn)接線 (兩端 均為帶孔的插頭 )連接實(shí)驗(yàn)箱底板上 +12V 電源輸出插座到選配的攝像頭上電源插座。 ⑦將電視轉(zhuǎn)接線上電源插頭 (帶孔的黑色插頭 )插入實(shí)驗(yàn)箱底板上 +12V 電源輸出插座。 (2)開(kāi)啟設(shè)備 ①打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源。 ②打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源開(kāi)關(guān)，注意 ICETEKDM642PCI 板上指示燈 DS10 亮，表示OSD FPGA 配置完成，與此同時(shí)， DS1～ DS8 全亮。 ③附帶的 USB 電纜連接計(jì)算機(jī) (最好使用 PC 機(jī)機(jī)箱后部的 USB 插座 )和仿真器相應(yīng)接口，注意仿真器上兩個(gè)指示燈均亮。 ④打開(kāi)電視顯示器開(kāi)關(guān)，可以看到彩條顯示。 ⑤雙擊運(yùn)行桌面上 “初始化 ICETEK5100USB 仿真器”，在彈出的 DOS 窗口中觀察初始化操作結(jié)果。 如果窗口中最后一行顯示“ This utility has successfully reset the controller.”，并提示“按任意鍵繼續(xù) … ”，表示成功地初始化仿真器，可按鍵盤(pán)上空格鍵繼續(xù)下步操作。 如果窗口中沒(méi)有出現(xiàn)“按任意鍵繼續(xù) … ”，請(qǐng)關(guān)閉窗口，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源，再將USB 電纜從仿真器上拔出，返回第②步重試。 如果窗口中出現(xiàn)“ The adapter returned an error.”，并提示“按任意鍵繼 續(xù) … ”，表示初始化失敗，請(qǐng)關(guān)閉窗口重試兩三次，如果仍然不能初始化則關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源，再將 USB 電纜從仿真器上拔出，返回第②步重試。 18 (3)設(shè)置 Code Composer Studio 為 Emulator 方式 參見(jiàn)“ Code Composer Studio 入門(mén)實(shí)驗(yàn)”相關(guān)部分。 (4)啟動(dòng) Code Composer Studio 雙擊桌面上“ CCS 2(‘C6000)”圖標(biāo)，啟動(dòng) Code Composer Studio。成功后可看到CCS 環(huán)境界面。 2．打開(kāi)工程： 工程目錄 :\ICETEKDM642EDULab\Lab534VideoMotionDetect\projects\evmdm 642 3．瀏覽工程中源程序并理解含義。 4．編譯、連接、下載并運(yùn)行程序，觀察顯示結(jié)果。 5．加載 。 6．選擇菜單“ GEL” “動(dòng)態(tài)檢測(cè)：設(shè)置參考圖” “ setReference”。 7．選擇菜單“ GEL” “動(dòng)態(tài)檢測(cè)：設(shè)置顏色” “ ChangeColor”，可以修改差異顏色。 8．結(jié)束運(yùn)行，退出工程。 五．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖像 采用 CIF 格式 ， 輸出采用 4 幅拼接在一起的 CIF 格式的 圖像 。程序?qū)z 入的視頻 圖像 首幅作為參考幀，調(diào)用 DIFF 算法計(jì)算之后的輸入與參考幀的差別，產(chǎn)生檢測(cè)圖，再由 ROTATE 算法將輸入 圖像 的色差經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)生成色差調(diào)整圖，再生成先經(jīng)過(guò) DIFF 算法處理接著經(jīng)過(guò) ROTATE 算法處理過(guò)的檢測(cè)圖。 六． 實(shí)驗(yàn)要求 1． 掌握運(yùn)動(dòng)圖像檢測(cè)的理論知識(shí)； 2．觀察通道 4 圖像顏色變化，并記錄； 3．改變 Y,Cb,Cr 數(shù)據(jù)，并記錄 改變前后圖像的變化 。 七．實(shí)驗(yàn)思考題 1．程序如何檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的圖像？以什么為依據(jù)？ 2．如果物體未運(yùn)動(dòng)，通道 通道 通道 4 中 如何 對(duì) 其處理？ 19 實(shí)驗(yàn)二 JPEG2 編碼解碼 （驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)） 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．學(xué)習(xí)使用 RF5 設(shè)計(jì)框架構(gòu)造應(yīng)用程序。 2．了解在 RF5 平臺(tái)上調(diào)用 JPEG 編碼、解碼庫(kù)實(shí)現(xiàn)可編程控制的壓縮質(zhì)量和幀率的視頻采集、顯示功能。 3．學(xué)習(xí)運(yùn)用 IDMA 規(guī)范綜合 JPEG 編碼和解碼庫(kù)。 4．了解使用 XDIAS 接口實(shí)現(xiàn) JPEG 編碼、解碼庫(kù)的協(xié)調(diào)工作。 二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī)， ICETEKDM642IDKM 實(shí)驗(yàn)箱。 三．實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)程序在 ICETEKDM642PCI 板上實(shí)現(xiàn) D1 格式的 JPEG2 編碼和解碼。程序?qū)z入的視頻 圖像 首先進(jìn)行編碼，產(chǎn)生 JPEG 壓縮圖，再由解碼程序處理此壓縮圖，生成解壓縮 圖像 送顯示設(shè)備顯示。 1．?dāng)?shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流程： (1)輸入設(shè)備提供的一幀 圖像 被采集到輸入緩存。 (2)獲得的數(shù)據(jù)由 YUV 4:2:2 格式進(jìn)行重抽樣變?yōu)?YUV 4:2:0 格式。 色差信號(hào)重采樣 YUV(4:2:2)YUV(4:2:0) 攝入一幀 圖像數(shù)據(jù) 視頻源 色差信號(hào)重采樣 YUV(4:2:0)YUV(4:2:2) 顯示此幀 圖像數(shù)據(jù) 顯示設(shè)備 JPEG 編碼器 JPEG 解碼器 20 (3)提供 圖像 數(shù)據(jù)給 JPEG 編碼庫(kù)程序，產(chǎn)生用戶定制壓縮質(zhì)量的 JPEG 圖像 。 (4)產(chǎn)生的 JPEG圖像 被作為解碼器的輸入，產(chǎn)生一幅 YUV 4:2:0 格式的解碼 圖像 。 (5)解碼產(chǎn)生的 YUV 4:2:0 格式的 圖像 被重新 采樣成 YUV 4:2:2 格式的 圖像 。 (6)顯示設(shè)備顯示輸出的 圖像 。 2．程序流程 (1)實(shí)驗(yàn)程序采用 RF5(參考設(shè)計(jì)框架 5)來(lái)整合 JPEG 的編碼、解碼庫(kù)。程序使用了四個(gè)任務(wù)模塊結(jié)構(gòu)。第四個(gè)任務(wù)是一個(gè)控制任務(wù)，它使用一個(gè)郵箱發(fā)送消息給處理任務(wù)模塊。處理任務(wù)模塊從郵箱接收消息，并根據(jù)消息中指定的 圖像 質(zhì)量調(diào)節(jié) 圖像 幀率。在進(jìn)入 DSP/BIOS 的調(diào)度程序之前，程序初始化了多個(gè)要使用的模塊。包括： ①處理器和系統(tǒng)板的初始化： 初始化 BIOS 環(huán)境和 CSL。 設(shè)置使用 128K 的二級(jí)高速緩存。 設(shè)置二級(jí)高速緩存可映 射到 EMIF 的 CE0 和 CE1 空間。 設(shè)置 DMA 優(yōu)先級(jí)序列長(zhǎng)度取最大值。 設(shè)置二級(jí)高速緩存的請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)最高。 DMA 管理器用內(nèi)部的和擴(kuò)展堆初始化。 ② RF5 模塊的初始化： 系統(tǒng)初始化 RF5 的通道模塊。 系統(tǒng)初始化 RF5 框架中用于內(nèi)部單元通訊和傳遞消息的 ICC 和 SCOM 模塊。 各通道建立在內(nèi)部的和擴(kuò)展的堆上 ③建立攝入和顯示通道 建立和啟動(dòng)一個(gè)攝入通道的實(shí)例。 建立和啟動(dòng)一個(gè)顯示通道的實(shí)例。 (2)在完成初始化工作之后，系統(tǒng)進(jìn)入 DSP/BIOS 調(diào)度程序管理下的 4 個(gè)任務(wù)系統(tǒng)。 4 個(gè)任務(wù)通過(guò) RF5 的 SCOM 模塊互相發(fā)送消息。以下是這 4 個(gè)任務(wù)： ①輸入任務(wù) 輸入任務(wù)從輸入設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序獲得視頻 圖像 。 并將 YUV 4:2:2 格式的 獲得圖像 重采樣成 YUV 4:2:0。輸入任務(wù)接著發(fā)送消息到處理任務(wù)，消息中包含 圖像 數(shù)據(jù)指針。接著等待處理任務(wù)發(fā)送來(lái)的消息以繼續(xù)處理。 ②處理任務(wù) 處理任務(wù)包含兩個(gè)單元。第一個(gè)單元是一個(gè) JPEG 編碼單元，它接受 YUV 4:2:0格式的 圖像 ，產(chǎn)生用戶定制壓縮質(zhì)量的 JPEG 圖像 。第二個(gè)單元是一個(gè) JPEG 解碼單元，它接收 JPEG 壓縮 圖像 并生成解壓縮 圖像 。解碼的 圖像 格式是 YUV 4:2:0 的。在解碼完成后，處理任務(wù)發(fā)送一個(gè)消息給所有輸入和輸出任務(wù)模塊，標(biāo)示緩沖區(qū)使用完畢，現(xiàn)在可以重新使用。 ③輸出任務(wù) 輸出任務(wù)將 圖像 顯示在顯示設(shè)備上。它使用輸出驅(qū)動(dòng)程序提供的 FVID_exchange調(diào)用實(shí)現(xiàn) 圖像 的顯示。它得到的 圖像 的格式是 YUV 4:2:0 的，需要重新采樣成 YUV 4:2:2 格式。然后等待處理任務(wù)發(fā)來(lái)的消息以繼續(xù)運(yùn)行。 ④控制任務(wù) 控制任務(wù)管理可選參數(shù)，可以控制 JPEG 圖像 幀率和壓縮質(zhì)量?？刂迫蝿?wù)檢測(cè)參數(shù)的改變，這些參數(shù)定義在一個(gè)全局結(jié)構(gòu)“ External Control”，同時(shí)將更新的 參數(shù)復(fù)制到任務(wù)自定義的結(jié)構(gòu)“ External Control_prev”中，并向處理任務(wù)模塊的郵箱中發(fā)送消息。處理任務(wù)模塊定時(shí)檢測(cè)這些消息并調(diào)用相應(yīng)單元的控制函數(shù)。 21 四．實(shí)驗(yàn)步驟 1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 (1)連接設(shè)備 ①關(guān)閉計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)箱電源。 ②連接 仿真器一端的黑色插頭到 ICETEKDM642PCI 板上 J7 插座 (JTAG)，電纜上紅色線要靠近“ J7”絲印。 ③連接 +5V 電源線到 ICETEKDM642PCI 板上 J10 插座。 ④連接實(shí)驗(yàn)箱中視頻轉(zhuǎn)接線的輸入端連接到選配的攝像 頭或視頻信號(hào)輸入端子上，將轉(zhuǎn)接線的輸出端 (兩個(gè)接頭 )分別連接到 ICETEKDM642PCI 板上