【導(dǎo)讀】仿真器1個(gè)，JTAG接頭帶封針。USB電纜連接線1根，兩邊插頭一扁一方。標(biāo)準(zhǔn)PAL制攝像頭1個(gè)。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(biāo)準(zhǔn)PAL/NTSC制TV顯示器支架1個(gè)。兩端均為“D”形9芯插頭。1．將與ICETEK-DM642-IDK-M有關(guān)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(shí)驗(yàn)需要連接硬件，未使用的連線可以不接。DSP系列進(jìn)行評(píng)測(cè)和開(kāi)發(fā)應(yīng)用。TMS320DM642DSP芯片設(shè)計(jì)的硬件參考板。獨(dú)立的、標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線結(jié)構(gòu)，可以作為協(xié)處理板使用；AIC23立體聲數(shù)字信號(hào)編解碼器；標(biāo)準(zhǔn)RS232串口通訊：兩路，每路可高于。個(gè)解碼器和1個(gè)編碼器符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。之間的外部FPGA執(zhí)行。評(píng)估板上的AIC23多媒體編解碼器允許DSP進(jìn)行模擬音頻信號(hào)的輸出和接收。I2C總線用來(lái)控制編解碼器端口，McASP被用來(lái)控制數(shù)據(jù)。模擬信號(hào)通過(guò)3個(gè)。式，導(dǎo)入方式在DSP開(kāi)始執(zhí)行時(shí)使用。在內(nèi)部，+5V輸入電源被整流分為+和+。

　　

【正文】 編碼、解碼庫(kù)。 3．了解使用 XDIAS(eXpressDSP Algorithm Standard)接口實(shí)現(xiàn) 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 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 碼流，再由解碼程序處理此碼流，生成目標(biāo)視頻送顯示設(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。 (3)提供 圖像 數(shù)據(jù)給 編碼庫(kù)程序。 (4) 編碼程序完成對(duì)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(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 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(guò)重新抽樣由 YUV 4:2:0 格式變?yōu)?YUV 4:2:2 格式。 (9)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 的編碼、解碼庫(kù)。程序使用了三個(gè)任務(wù)模塊。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 64K 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。 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(kuò)展的和臨時(shí)的堆上完成建立 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。 ④建立編碼解碼運(yùn)算實(shí)例 在通道中建立和注冊(cè) 編碼單元。 在通道中建立和注冊(cè) 解碼單元。 打開(kāi)通道，建立編碼和解碼單元實(shí)例。 DM642 初始化 初始化 BIOS 初始化 CSL 設(shè)置 Cache 設(shè)置 DMA優(yōu)先隊(duì)列長(zhǎng)度 RF5 模塊初始化 CHAN_init ICC_init SCOM_init 視頻采集和顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)置 建立采集通道 建立顯示通道 建立運(yùn)算實(shí)例 建立并注冊(cè)編碼實(shí)例 建立并注冊(cè)解碼實(shí)例 30 (2)在完成初始化工作之后，系統(tǒng)進(jìn)入 DSP/BIOS 調(diào)度程序管理下的三個(gè)任務(wù)系統(tǒng)。三個(gè)任務(wù)通過(guò) RF5 的 SCOM 模塊互相發(fā)送消息。以下是這三個(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 。它使用驅(qū)動(dòng)程序提供的FVID_exchange 調(diào)用從輸入設(shè)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(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。接著等待輸出任務(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)對(duì) 圖像 數(shù)據(jù)進(jìn)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(wù)通過(guò) RF5 通道實(shí)現(xiàn)視頻的編碼解碼和顯示。編碼解碼單元均注冊(cè)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(guò)程。 處理任務(wù)一直等到接收到輸入任務(wù)發(fā)送來(lái)的，包含輸入 圖像 的消息，才開(kāi)始激活運(yùn)行。 RF5 通道首先運(yùn)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(yùn)行并生成 圖像 。 處理任務(wù)接著發(fā)送消息到輸出任務(wù)， 消息中包含解碼后生成的 圖像 的指針。 處理任務(wù)接下來(lái)等待輸入任務(wù)發(fā)來(lái)的新消息才能繼續(xù)運(yùn)行。 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。接著發(fā)送消息到輸入任務(wù)。然后任務(wù)等待處理任務(wù)發(fā)來(lái)的消息以繼續(xù)運(yùn)行。 四．實(shí)驗(yàn)步驟 1．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 (1)連接設(shè)備 輸入任務(wù) 任務(wù)循環(huán) { 獲得一幀圖像 發(fā)送消息到處理任務(wù) 等待輸出任務(wù)的消息 } 處理任務(wù) 任務(wù)循環(huán) { 等待輸入任務(wù)來(lái)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(wù) } 輸出任務(wù) 任務(wù)循環(huán) { 等待處理任務(wù)來(lái)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(wù) } 31 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(zhuān)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。 (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 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(yùn)行程序，觀察顯示結(jié)果，編碼輸出的視頻 圖像 右上角右一個(gè) TI 的圖標(biāo)。 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(xiàng)，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?yàn)榇a率變小后，程序 據(jù) 此提高壓縮比、降低 圖像 質(zhì)量以適應(yīng)新的碼率要求。將此項(xiàng)取值改回原值 4096 后恢復(fù) 圖像 質(zhì)量。 32 8．結(jié)束運(yùn)行，退出工程。 五．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 程序?qū)z入的視頻 圖像 首先進(jìn)行編碼，產(chǎn)生 碼流 ，再由解碼程序處理此 碼流 ， 并 生成 目標(biāo)視頻 送顯示設(shè)備顯示。 通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，可觀測(cè)到實(shí)時(shí)的 解碼視頻。 六．實(shí)驗(yàn)要求 1. 掌握 編碼解碼知識(shí) 。 2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)至少兩組 。 七．實(shí)驗(yàn)思考題 傳輸碼率對(duì)圖像質(zhì)量有何影響？ 試簡(jiǎn)單分析。 33 實(shí)驗(yàn)五 （綜合性實(shí)驗(yàn)） 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 學(xué)習(xí)使用 測(cè)試模型來(lái)對(duì)圖像序列進(jìn)行處理。 2. 了解 。 3. 掌握 測(cè)試模型 里設(shè)置文件中的相關(guān)參數(shù)對(duì) 響。 二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī)， 測(cè)試模型。 三．實(shí)驗(yàn)原理 在 VC＋＋環(huán)境下運(yùn)行 測(cè)試模型，對(duì)如 、 等標(biāo)準(zhǔn)視頻序列進(jìn)行編碼解碼。程序首先對(duì)視頻序列進(jìn)行編碼，產(chǎn)生 碼流，并輸出處理后的 格式的視頻。 1．?dāng)?shù)據(jù)流圖 2． 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)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、量化，并對(duì)變換量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行 以下 處理： A：進(jìn)行重排序、熵編碼，送到網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)層。 B：反變換、反量化，用來(lái)重建圖像。 (3)對(duì) P、 B 幀進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理。 (4)對(duì) I 幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)處理。 (5)重建當(dāng)前幀。 (6)繼續(xù)處理下一幀圖像。 NAL Fn 當(dāng)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(yùn)動(dòng) 估計(jì) 運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)償 幀內(nèi)預(yù) 測(cè)選擇 幀內(nèi) 預(yù)測(cè) 濾波器 + —— P 幀間 幀內(nèi) 176。 176。 Dn + X uF39。n + D39。n 34 四．實(shí)驗(yàn)步驟 1. 運(yùn)行 VC++， 打開(kāi) 2. 打開(kāi)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