【導讀】仿真器1個，JTAG接頭帶封針。USB電纜連接線1根，兩邊插頭一扁一方。標準PAL制攝像頭1個。攝像頭供電+12V電源轉(zhuǎn)接線1根。有黑色帶孔+12V電源連接插頭，黃色和紅色蓮花視頻輸入插頭。標準PAL/NTSC制TV顯示器支架1個。兩端均為“D”形9芯插頭。1．將與ICETEK-DM642-IDK-M有關的電源切斷，保證所有電纜均不帶電操作。2．在連接前使用者需要釋放身上帶有的靜電，以防靜電擊毀集成電路器件。3．按照實驗需要連接硬件，未使用的連線可以不接。DSP系列進行評測和開發(fā)應用。TMS320DM642DSP芯片設計的硬件參考板。獨立的、標準的PCI總線結構，可以作為協(xié)處理板使用；AIC23立體聲數(shù)字信號編解碼器；標準RS232串口通訊：兩路，每路可高于。個解碼器和1個編碼器符合標準規(guī)范。之間的外部FPGA執(zhí)行。評估板上的AIC23多媒體編解碼器允許DSP進行模擬音頻信號的輸出和接收。I2C總線用來控制編解碼器端口，McASP被用來控制數(shù)據(jù)。模擬信號通過3個。式，導入方式在DSP開始執(zhí)行時使用。在內(nèi)部，+5V輸入電源被整流分為+和+。

　　

【正文】 編碼、解碼庫。 3．了解使用 XDIAS(eXpressDSP Algorithm Standard)接口實現(xiàn) 編碼、解碼庫的協(xié)調(diào)工作。 二．實驗設備 計算機， ICETEKDM642IDKM 實驗箱。 三．實驗原理 實驗程序在 ICETEKDM642PCI 板上實現(xiàn) D1 格式的 編碼和解碼。程序?qū)z入的視頻 圖像 首先進行編碼，產(chǎn)生 碼流，再由解碼程序處理此碼流，生成目標視頻送顯示設備顯示。 1．數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流程： (1)輸入設備提供的一幀 圖像 被采集到輸入緩存。 (2)獲得的數(shù)據(jù)由 YUV 4:2:2 格式進行重抽樣變?yōu)?YUV 4:2:0 格式。 (3)提供 圖像 數(shù)據(jù)給 編碼庫程序。 (4) 編碼程序完成對輸入幀的編碼。 (5) 編碼程序輸出編碼碼流。 編碼器 視頻數(shù)據(jù)編碼 產(chǎn)生 碼流 解碼器 接收 碼流 解碼流輸出視頻幀數(shù)據(jù) 色差信號重采樣 YUV(4:2:2)YUV(4:2:0) 攝入一幀 圖像數(shù)據(jù) 視頻源 色差信號重采樣 YUV(4:2:0)YUV(4:2:2) 顯示此幀 圖像數(shù)據(jù) 顯示設備 29 (6)產(chǎn)生的編碼碼流被傳輸?shù)? 解碼模塊。 (7) 解碼模塊解碼傳入的碼流，輸出解碼的一幀 圖像 。 (8)解碼模塊解碼產(chǎn)生的 圖像 經(jīng)過重新抽樣由 YUV 4:2:0 格式變?yōu)?YUV 4:2:2 格式。 (9)顯示設備顯示輸出的 圖像 。 2．程序流程 (1)實驗程序采用 RF5(參考設計框架 5)來整合 的編碼、解碼庫。程序使用了三個任務模塊。在進入 DSP/BIOS 的調(diào)度程序之前，程序初始化了多個要使用的模塊。包括： ①處理器和系統(tǒng)板的初始化： 初始化 BIOS 環(huán)境和 CSL。 設置使用 64K 的二級高 速緩存。 設置二級高速緩存可映射到 EMIF 的 CE0 和 CE1 空間。 設置 DMA 優(yōu)先級序列長度取最大值。 設置二級高速緩存的請求優(yōu)先級最高。 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。 各通道在內(nèi)部的、擴展的和臨時的堆上完成建立 ③建立攝入和顯示通道 建立和啟動一個攝入通道的實例。 建立和啟動一個顯示通道的實例。 ④建立編碼解碼運算實例 在通道中建立和注冊 編碼單元。 在通道中建立和注冊 解碼單元。 打開通道，建立編碼和解碼單元實例。 DM642 初始化 初始化 BIOS 初始化 CSL 設置 Cache 設置 DMA優(yōu)先隊列長度 RF5 模塊初始化 CHAN_init ICC_init SCOM_init 視頻采集和顯示驅(qū)動設置 建立采集通道 建立顯示通道 建立運算實例 建立并注冊編碼實例 建立并注冊解碼實例 30 (2)在完成初始化工作之后，系統(tǒng)進入 DSP/BIOS 調(diào)度程序管理下的三個任務系統(tǒng)。三個任務通過 RF5 的 SCOM 模塊互相發(fā)送消息。以下是這三個任務： ①輸入任務 輸入任務從輸入設備驅(qū)動程序獲得視頻 圖像 。它使用驅(qū)動程序提供的FVID_exchange 調(diào)用從輸入設備獲得一幀最新視頻 圖像 。獲得的 圖像 是 YUV 4:2:2 格式的，它被重采樣成 YUV 4:2:0。輸入任務接著發(fā)送消息到處理任務， 消息中包含 圖像 數(shù)據(jù)指針。接著等待輸出任務發(fā)送來的消息以繼續(xù)處理。 ②處理任務 處理任務對 圖像 數(shù)據(jù)進行編碼，傳送編碼碼流到解碼模塊，解碼 圖像 后傳輸?shù)捷敵瞿K。處理任務通過 RF5 通道實現(xiàn)視頻的編碼解碼和顯示。編碼解碼單元均注冊于 RF5 通道中。 ICC 模塊管理編碼模塊產(chǎn)生的碼流傳送到解碼單元這一過程。 處理任務一直等到接收到輸入任務發(fā)送來的，包含輸入 圖像 的消息，才開始激活運行。 RF5 通道首先運行編碼單元產(chǎn)生編碼碼流。 產(chǎn)生的編碼碼流被傳輸?shù)浇獯a單元，解碼單元運行并生成 圖像 。 處理任務接著發(fā)送消息到輸出任務， 消息中包含解碼后生成的 圖像 的指針。 處理任務接下來等待輸入任務發(fā)來的新消息才能繼續(xù)運行。 ③輸出任務 輸出任務將 圖像 顯示在顯示設備上。它使用輸出驅(qū)動程序提供的 FVID_exchange調(diào)用實現(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。接著發(fā)送消息到輸入任務。然后任務等待處理任務發(fā)來的消息以繼續(xù)運行。 四．實驗步驟 1．實驗準備 (1)連接設備 輸入任務 任務循環(huán) { 獲得一幀圖像 發(fā)送消息到處理任務 等待輸出任務的消息 } 處理任務 任務循環(huán) { 等待輸入任務來的消息 執(zhí)行編碼模塊編碼圖像數(shù) 據(jù) 執(zhí)行解碼模塊解碼 碼流 發(fā)送消息到輸出任務 } 輸出任務 任務循環(huán) { 等待處理任務來的消息 顯示消息中包含的重建圖像 發(fā)送消息到輸入任務 } 31 ①關閉計算機和實驗箱電源。 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連接實驗箱中視頻轉(zhuǎn)接線的輸入端連接到選配的攝像頭或視頻信號輸入端子上，將轉(zhuǎn)接線的輸出端 (兩個接頭 )分別連接到 ICETEKDM642PCI 板上 J15 和 J16 插座。 ⑤連接實驗箱中電視顯示器接頭到專用電視轉(zhuǎn)接線的相應插頭，連接轉(zhuǎn)接線的黃色蓮花插頭到 ICETEKDM642PCI 板上 J4 插座。 ⑥用實驗箱所配的電源轉(zhuǎn)接線 (兩端均為帶孔的插頭 )連接實驗箱底板上 +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 )插入實驗箱底板上 +12V 電源輸出插座。 (2)開啟設備 ①打開計算機電源。 ②打開實驗箱電源開關，注意 ICETEKDM642PCI 板上指示燈 DS10 亮，表示OSD FPGA 配置完成，與此同時， DS1～ DS8 全亮。 ③附帶的 USB 電纜連接計算機 (最好使用 PC 機機箱后部的 USB 插座 )和仿真器相應接口，注意仿真器上兩個指示燈均亮。 ④打開電視顯示器開關，可以看到彩條顯示。 ⑤雙擊運行桌面上“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，可按鍵盤上空格鍵繼續(xù)下步操作。 如果窗口中沒有出現(xiàn)“按任意鍵繼續(xù) … ”，請關閉窗口，關閉實驗箱電源，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，請關閉窗口重試兩三次 ，如果仍然不能初始化則關閉實驗箱電源，再將 USB 電纜從仿真器上拔出，返回第②步重試。 (3)設置 Code Composer Studio 為 Emulator 方式 參見“ Code Composer Studio 入門實驗”相關部分。 (4)啟動 Code Composer Studio 雙擊桌面上“ CCS 2(‘C6000)”圖標，啟動 Code Composer Studio。成功后可看到CCS 環(huán)境界面。 2．打開工程：工程目錄 C:\ICETEKDM642EDULab\Lab531VideoH263 3．瀏覽 工程中源程序并理解含義。 4．將 C:\ICETEKDM642EDULab\Lab531VideoH263 目錄中的 加載 5．編譯、連接、下載并運行程序，觀察顯示結果，編碼輸出的視頻 圖像 右上角右一個 TI 的圖標。 6．選擇菜單“ GEL” “ H263: 修改比特率” “ ChangeBitRate”。 7．在“ Function: ChangeBitRate”窗口中修改“ Bit rate”項，輸入 256，表示修改傳輸碼率減小到 256K 位每秒，單擊“ Execute”按鈕可發(fā)現(xiàn)顯示的 圖像 質(zhì)量下降，這是因為碼率變小后，程序 據(jù) 此提高壓縮比、降低 圖像 質(zhì)量以適應新的碼率要求。將此項取值改回原值 4096 后恢復 圖像 質(zhì)量。 32 8．結束運行，退出工程。 五．實驗結果 程序?qū)z入的視頻 圖像 首先進行編碼，產(chǎn)生 碼流 ，再由解碼程序處理此 碼流 ， 并 生成 目標視頻 送顯示設備顯示。 通過該實驗，可觀測到實時的 解碼視頻。 六．實驗要求 1. 掌握 編碼解碼知識 。 2. 實驗數(shù)據(jù)至少兩組 。 七．實驗思考題 傳輸碼率對圖像質(zhì)量有何影響？ 試簡單分析。 33 實驗五 （綜合性實驗） 一．實驗目的 1. 學習使用 測試模型來對圖像序列進行處理。 2. 了解 。 3. 掌握 測試模型 里設置文件中的相關參數(shù)對 響。 二．實驗設備 計算機， 測試模型。 三．實驗原理 在 VC＋＋環(huán)境下運行 測試模型，對如 、 等標準視頻序列進行編碼解碼。程序首先對視頻序列進行編碼，產(chǎn)生 碼流，并輸出處理后的 格式的視頻。 1．數(shù)據(jù)流圖 2． 數(shù) 據(jù)流程： (1)輸入設備提供的一幀 圖像 被采集到輸入緩存。 (2)對數(shù)據(jù)進行變換、量化，并對變換量化后的數(shù)據(jù)進行 以下 處理： A：進行重排序、熵編碼，送到網(wǎng)絡自適應層。 B：反變換、反量化，用來重建圖像。 (3)對 P、 B 幀進行幀間預測進行運動補償處理。 (4)對 I 幀進行幀內(nèi)預測處理。 (5)重建當前幀。 (6)繼續(xù)處理下一幀圖像。 NAL Fn 當前 Fn1 參考 F39。n 重建 變換 量化 重排序 熵編碼 逆變換 反量化 運動 估計 運動 補償 幀內(nèi)預 測選擇 幀內(nèi) 預測 濾波器 + —— P 幀間 幀內(nèi) 176。 176。 Dn + X uF39。n + D39。n 34 四．實驗步驟 1. 運行 VC++， 打開 2. 打開編碼器端的配置文件名 :，如下所示 New Input File Format is as follows ParameterName = ParameterValue Comment See for a list of supported ParameterNames Files InputFile = Input sequence, YUV 4:2:0 InputHeaderLength = 0 If the inputfile has a header, state it39。s length in byte here FramesToBeEncoded = 15 Number of frames to be coded PictureRate = 15 Picture Rate per second (1100) SourceWidth = 352 Image width in Pels, must be multiple of 16 SourceHeight = 288 Image height in Pels, must be multiple of 16 TraceFile = ReconFile = OutputFile = Encoder Control IntraPeriod = 0 Period of IFrames (0=only first) IDRIntraEnable = 0 Force IDR Intra