UFINE 1080P HD SDI圖像處理器UC2500WG軟件開發(fā)指導(dǎo)

1、UFINE 1080P HD SDI圖像處理器UC2500WG軟件開發(fā)指導(dǎo)技術(shù)指導(dǎo) 深圳市中安視達(dá)科技有限公司 楊建中 工程師UC2500WG是韓國UFINE的 HD SDI圖像處理器，芯片集成GV7600和Cable Driver，具有極高的集成度。作為圖像處理器，UC2500WG具有缺陷像素補(bǔ)償、暗影補(bǔ)償、高端的插值算法、GAMMA校正、色彩校正、邊緣增強(qiáng)、2D/3D降噪、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)聚焦、背光補(bǔ)償、寬動(dòng)態(tài)、去霧等常用圖像處理算法，另外還有移動(dòng)偵測、隱私遮蔽、數(shù)字放大、數(shù)字防抖、鏡像、凍結(jié)、數(shù)字增益、模擬增益、日夜轉(zhuǎn)換控制、電子快門控制、OSD菜單等特殊功能。 UC2500W

2、G硬件框圖UC2500WG的最大優(yōu)勢在于圖像清晰度高，實(shí)驗(yàn)室實(shí)測可以達(dá)到1100線，同時(shí)在色彩還原上也做的非常好，使用標(biāo)準(zhǔn)24色卡進(jìn)行測試，基本可以達(dá)到99%的色彩還原度。另外寬動(dòng)態(tài)的效果也很好，和競爭對(duì)手們相比，寬動(dòng)態(tài)明顯要好。UC2500WG的硬件特性這里不做過多的介紹，這里主要介紹UC2500WG的軟件開發(fā)。深圳中安視達(dá)科技有限公司作為UFINE在中國的總代理，在UC2500WG的軟件開發(fā)上做了深入的研究，總結(jié)了UC2500WG的軟件研發(fā)過程以及一些注意事項(xiàng)，下面就詳細(xì)介紹軟件開發(fā)的細(xì)節(jié)。UC2500WG內(nèi)部集成一顆增強(qiáng)型的8051單片機(jī)，這顆8051單片機(jī)在內(nèi)部有一個(gè)很小的Boot r

3、om，這里面只有少量的程序空間，用來放置下載程序，該部分程序出廠時(shí)由廠家設(shè)置，外部無法修改，作為使用者我們主要使用的圖像處理算法固件、字庫文件和初始化文件，這些文件都放在外部EEPROM中，啟動(dòng)時(shí)8051將EEPROM的程序讀入內(nèi)存，然后運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)才能正常工作。 UC2500WG下載文件 UC2500WG下載文件共有三個(gè)，分別是“字庫文件”(font.bin)、“系統(tǒng)初始化文件”(operauser.dat)、“固件”(isp.bin)，其中“字庫文件”和“系統(tǒng)初始化文件”是為“固件”服務(wù)的，“字庫文件”把“固件”中用到的字庫做成點(diǎn)陣形式，存在在EEPROM的指定區(qū)域，然后“固件”在OSD

4、部分調(diào)用字庫的索引號(hào)顯示字符?！跋到y(tǒng)初始化文件”主要是保存系統(tǒng)的一些參數(shù)，例如視頻制式、GAMMA值、亮度、銳利度等參數(shù)，這些參數(shù)決定著系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)和恢復(fù)出廠值時(shí)的參數(shù)?！肮碳敝饕沁M(jìn)行UC2500WG的寄存器設(shè)置、SENSOR寄存器的設(shè)置，以及進(jìn)行ICR、IRIS等外部接口的管理，軟件開發(fā)的主要任務(wù)是“固件”的開發(fā)，同時(shí)“字庫文件”和“系統(tǒng)初始化文件”也需要了解并懂得修改。 從上面“OPERA”的操作界面“F區(qū)”我們可以看到下載文件的三個(gè)部分，其中“Font 1M”就是“字庫文件”的下載選擇，“System”就是“系統(tǒng)初始化文件”的下載選擇，“FW“就是“固件”的下載選擇。 一、“字庫文件

5、” UC2500WG的字符顯示需要字庫的支持，UC2500WG支持256個(gè)16×24點(diǎn)陣的字符，其中前66個(gè)字符為ASCII碼的標(biāo)準(zhǔn)字符，包括符號(hào)、數(shù)字0-9和英文字母A-Z，從66到256為我們自己需要的字符，這個(gè)可以根據(jù)OSD顯示的需要自己組織，字符的位置可以自己設(shè)置。字符位置的確定也是有規(guī)則的，現(xiàn)在每個(gè)字符為16×24點(diǎn)陣，即48字節(jié)，那256個(gè)字符總共就有：256×48=12288，這也就是為什么我們字庫的大小為12K的原因，每個(gè)字符按照指定的0-255排序，在程序中要想在指定位置顯示該字符，只需要在程序中指定該字符的位置序號(hào)即可。前66個(gè)字符為ASCII

6、碼的標(biāo)準(zhǔn)字符，這些在菜單中可以不用指定字符的具體位置，可以直接寫符號(hào)即可，例如：顯示英文“RETURN”,在程序中可以這樣寫：osd_str(" 8. RETURN");下面是前66個(gè)字符： “ !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?ABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ_”，對(duì)于中文的顯示就必須要指定字符的具體位置了，下面我們以一個(gè)例子說明下中文字符的顯示，例如：我們要在中文模式下顯示“返回”這兩個(gè)字，那么我們?cè)谧謳熘芯捅仨毾茸龊谩胺怠焙汀盎亍眱蓚€(gè)字的點(diǎn)陣字符，并且知道他的位置編號(hào)，現(xiàn)在我們字庫中

7、把“返”的48字節(jié)的點(diǎn)陣字符放在第135個(gè)字的位置，“回”的48字節(jié)的點(diǎn)陣字符放在第136個(gè)字的位置，那么我們?cè)诔绦蛑芯涂梢灾苯訉懗桑篻_osd_data5 = 135; g_osd_data6 = 136; 在整個(gè)字庫的制作中，我們比較關(guān)注的是每個(gè)字的48個(gè)字節(jié)的點(diǎn)陣的組成，其實(shí)這就跟字的點(diǎn)陣顯示一樣，我們可以使用點(diǎn)陣字符的取模工具進(jìn)行取模，字符的大小可以設(shè)置為16×24，字體可以自己設(shè)置，例如采用字符取模軟件為“PCtoLCD2002”，以“返”為例進(jìn)行說明：這里我們將字寬設(shè)置為16，高設(shè)置為24，選擇字體為“黑體”，選擇“生成字模”即可得到48字節(jié)的點(diǎn)陣字符。這樣每個(gè)漢字的48

8、字節(jié)點(diǎn)陣字符我們都可以得到，然后按照0-255順序排列，即可得到我們的12288字節(jié)的字庫?！癙CtoLCD2002”有一個(gè)功能可以做批量字符的取模，可以直接把所有需要取模的字放在一起，一起批量取模，這樣可以免去一個(gè)字一個(gè)字取模的麻煩過程。當(dāng)獲取到所有字的48字節(jié)字符后，需要做成12288自己的font.bin文件，這個(gè)需要寫一個(gè)小程序進(jìn)行組織。 另外多語言字庫的添加有幾種方式，第一種是每種語言按照中-英文這種方式組織，每種語言組織為一個(gè)12288字節(jié)的字庫文件，當(dāng)使用哪種語言時(shí)對(duì)應(yīng)燒錄哪個(gè)字庫文件，這種方式好處是語言切換速度快，1秒以內(nèi)完成切換。第二種方式是將所有語言字庫做在一起，按照122

9、88×N的方式組織，N為語言種類，在程序中不同語言切換時(shí)按照不同地址空間讀取字庫數(shù)據(jù)然后調(diào)用，這種方式可以省去字庫文件的選擇性燒錄，但是語言切換時(shí)速度慢，會(huì)有10秒左右的延時(shí)。二、“系統(tǒng)初始化文件” 系統(tǒng)初始化文件主要存放系統(tǒng)初始化的參數(shù)，現(xiàn)在我們使用的是1M的EEPROM作為程序存儲(chǔ)空間，其中“UC2500WG_FW_UG02(AddressMap).xlsx “這個(gè)文件對(duì)這1Mbit的空間組成進(jìn)行了詳細(xì)的說明，1Mbit也就是128Kbyte，分為兩個(gè)BANK，BANK0和BANK1，下面是他們的地址分配：BANK地址數(shù)據(jù)大小數(shù)據(jù)內(nèi)容00x0000-0x000f16字節(jié)EEPRO

10、M參數(shù)0x0010-0x00ff240字節(jié)保留0x0100-0x01ff256字節(jié)ISP寄存器數(shù)據(jù)0x0200-0x02ff256字節(jié)用戶數(shù)據(jù)0x0300-0x03ff256字節(jié)工廠數(shù)據(jù)0x0400-0x04ff256字節(jié)保留0x0500-0x0fff2816字節(jié)保留0x1000-0xffff61440字節(jié)圖像算法固件10x0_1000-0x1_2fff12288字節(jié)字庫文件0x1_3000-0x1_ffff53248字節(jié)保留從這張表中我們可以看到整個(gè)EEPROM的空間分布，這里我們做了藍(lán)色陰影部分的4個(gè)256字節(jié)部分就是1024字節(jié)空間，這部分的數(shù)據(jù)就是我們的系統(tǒng)初始化文件需要記錄的數(shù)據(jù)。這

11、1024字節(jié)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的變量在“UC2500WG_FW_UG02(AddressMap).xlsx “的“OperaUser.dat”欄有詳細(xì)的說明，如果你要修改這個(gè)文件需要弄清楚每個(gè)變量的位置和每個(gè)變量在“firmware”中所起的作用。三、“固件” 固件也叫firmware，這里主要進(jìn)行UC2500WG的寄存器設(shè)置、SENSOR寄存器的設(shè)置，自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、ICR、IRIS、IO等外部接口的管理，屬于整個(gè)軟件的核心部分，對(duì)固件的開發(fā)有專門的文檔“UC2500WG_FW_UG01_Eng.pdf”來進(jìn)行說明，我們可以詳細(xì)了解單片機(jī)的性能及源代碼的組成。 這里需要說明的是，UC2500W

12、G內(nèi)部集成的是加強(qiáng)型的51單片機(jī)，所使用的開發(fā)工具為“Keil C”，我們?cè)诮o的例程中有工程文件“af_data.uvproj”，如果正確安裝了“Keil C”，直接點(diǎn)擊該文件即可正常編譯，注意一般“Keil C”編譯都生成的是hex文件，這里我們加了一個(gè)小工具“HEX2BIN.EXE”，會(huì)把hex文件轉(zhuǎn)換成bin文件，系統(tǒng)默認(rèn)的是isp.bin，每次編譯完成可以查看該文件的更新時(shí)間來確認(rèn)是否正確編譯生成該文件，把isp.bin文件下載到UC2500WG里即可看到圖像?！癘PERA 2.3”就是下載isp.bin文件的工具，具體該工具的使用可以見文檔“OPERA Adjustment Program Manual.pdf “。需要注意的是在固件的開發(fā)中需要注意編譯出來的程序大小不能超過61440字節(jié)（60K），超過該大小，在下載過程中會(huì)一直停留在下載進(jìn)度條下載不成功。技術(shù)支持 在使用UC25