基于TMS320DM642的圖像處理實(shí)驗(yàn)

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

a.熟悉CCS集成開發(fā)環(huán)境的使用。b.熟悉視頻顯示程序的運(yùn)行過程、控制過程，搞清數(shù)據(jù)處理、傳輸途徑。c.結(jié)合實(shí)例學(xué)習(xí)如何在視頻顯示程序中增加圖像處理算法。d.理解和掌握直方圖的原理和應(yīng)用。e.熟悉掌握DM642試驗(yàn)箱的使用。

2 實(shí)驗(yàn)原理

TMS320DM642是一款建立在C64x DSP核的基礎(chǔ)上的32位定點(diǎn)DSP芯片，工作頻率可以達(dá)~500MHz、600MHz或720MHz，相應(yīng)的時(shí)鐘分別為2ns、1．67ns~1．39ns，每秒可執(zhí)行指令數(shù)為4000MIPS、4800MIP和5760MIPS[12]。DM642采用TI公司開發(fā)的第二代高性能超長指令字結(jié)構(gòu)VelociTITM使得系統(tǒng)單指令字字長最多可達(dá)32位，指令包8個(gè)指令組成，共256位，可以有控制地在每個(gè)時(shí)鐘周期給8個(gè)功能單元提供最多達(dá)8條32位的指令，其指令并行效率較高，方式靈活且使用方便：指令可以自由地組合成長度可變的執(zhí)行包，CPU可以自動(dòng)將超過取指包長度的執(zhí)行包分成若干個(gè)，一個(gè)取指包(256位)也可以包含若干個(gè)執(zhí)行包。同時(shí)由于將類RISC指令集應(yīng)用于DM642的CPU內(nèi)核中，使得大部分指令擁有相同的流水級(jí)數(shù)，便于對(duì)程序進(jìn)行流水線的優(yōu)化以提高CPU使用率。

除了C62x DSP的定點(diǎn)指令外，DM642還有一個(gè)復(fù)雜的由4條8位指令或者雙l6位指令組成的指令集擴(kuò)展集合。這些VelociT1．2擴(kuò)展指令集允許c64x的CPU直接對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，簡化了數(shù)據(jù)流，提高了指令的效率。這在視頻和圖像處理場合非常有用。

DM642片內(nèi)集了三個(gè)功能強(qiáng)大的視頻口vP0～VP2，每個(gè)視頻口包括20路數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、2路時(shí)鐘信號(hào)(用于與外部視頻編解碼電路進(jìn)行同步)和3路控制信號(hào)(用于行同步、幀同步、場同步等視頻同步和視頻口使能控制)。每個(gè)視頻口均被劃分成A、B兩個(gè)通道，均可用作視頻采集端口或視頻顯示端口，但兩個(gè)通道在使用過程中必須配置位相同類型。-在視頻捕獲模式下，采集速率最高可達(dá)80MHz，支持ITU—RBT．656格式、Y／C視頻流和原始視頻數(shù)據(jù)等格式。視頻采樣的精度可通過寄存器配置為8位、1O位和2O位三種情況。在視頻顯示模式下，視頻的顯示速率最高可達(dá)1IOMHz，支持單通道連續(xù)的數(shù)字視頻輸出，輸出的視頻格式為8／lObit的Y／Cb／Cr 4：2：2的BT．656格式，同時(shí)支持外部視頻同步控制器或其他視頻顯示接口。

本實(shí)驗(yàn)是做直方圖，有時(shí)我們需要知道一幅圖中的灰度分布情況，這時(shí)就可以采用灰度直方圖來表示。一般情況下灰度直方圖中的橫坐標(biāo)表示灰度值，縱坐標(biāo)表示該灰度值出現(xiàn)的次數(shù)(頻率)。所以說，灰度直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，它表示圖象中具有每種灰度級(jí)的象素的個(gè)數(shù)，反映圖象中每種灰度出現(xiàn)的頻率。直方圖是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)。直方圖的操作能效的用于圖像增強(qiáng)，除了提供有用的圖像統(tǒng)計(jì)資料，直方圖固有的信息還可以用在其他圖像處理中，如圖像的分割與壓縮等。

由于各灰度出現(xiàn)的頻率可能相差很大，所以如何將結(jié)果顯示在有限的窗口范圍內(nèi)，是一個(gè)必須考慮的問題。我們這里的做法是，將每行偶數(shù)點(diǎn)像素的灰度值分為大于Ox80與小于Ox80兩部分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)值將每行的灰度商方圖進(jìn)行顯示。

3 程序設(shè)計(jì)

在視頻顯示任務(wù)的循環(huán)中，程序首先將視頻數(shù)據(jù)從輸入緩沖區(qū)讀入自己開設(shè)的臨時(shí)圖像處理緩沖區(qū)，再在臨時(shí)圖像處理緩沖區(qū)上進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)再輸出到輸出緩沖區(qū)。

將顯示屏分為左右兩部分進(jìn)顯示處理。

4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)連接設(shè)備

參見“第一部分實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建立”的“一硬件連接”部分。(2)開啟設(shè)備

①打開計(jì)算機(jī)電源(注意：連接設(shè)備時(shí)并不需要關(guān)閉計(jì)算機(jī)，但要關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源；如在連接設(shè)備前已經(jīng)打開計(jì)算機(jī)，就不需要進(jìn)行此步驟了)。②打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān)③打開顯示器開關(guān)。

(3)設(shè)置Code Composer Studio為Emulator方式

參見“第一部分實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建立”的“二軟件的安裝和配置”部分。如先前已經(jīng)設(shè)置過，就不需再進(jìn)行設(shè)置了。

(4)雙擊usb2Oemurst．exe，如果出現(xiàn)提示“SEED USB2．0 XDS510CARD IS RESET，HARDWARE VERSION 1”，’證明仿真器與目標(biāo)系統(tǒng)連接正常。否則請(qǐng)檢查電源是否打開，仿真器驅(qū)動(dòng)是否安裝正確以及硬件。

(5)啟動(dòng)Code Composer Studio

a.雙擊桌面上“CCS 2(‘C6000)”圖標(biāo)，啟動(dòng)Code CompoSerStudio。成功后可看到cCs環(huán)境界面。b.打丌工程：工程目錄M642Programs＼2．1mageProCes s＼SEED107一Hi StOgram＼Histogramloop2．pitc.瀏覽工程中源程序并理解含義。d.編譯、連接、下載程序并運(yùn)行，觀察顯示。e.結(jié)束運(yùn)行，退出工程。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

顯示屏分為左右兩部分，左半部分為直方圖的顯示，右半部分為圖像灰度顯示。

6 思考

將灰度閾值改變，進(jìn)行灰度統(tǒng)計(jì)看灰度圖效果。此外，考慮一下還有沒有其他的直方圖顯示處理方法。

[1]黃澤利．基于TMS320DM642的視頻處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法研究[D]． 電子科技大學(xué)2007

[2]于浩，王昊，張?zhí)焯欤贒M642的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的研究[J]． 長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)．2007(03)