圖像采集系統(tǒng)設(shè)計

1、DSP實習(xí)報告題目：圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計 班級：xxx 姓名：xxx 學(xué)號：xxx 指導(dǎo)老師：xxxx 目錄一. 實習(xí)題目3二. 實習(xí)背景知識.3三. 實習(xí)內(nèi)容.5四. 實習(xí)程序功能與結(jié)構(gòu)說明.8六實習(xí)心得.191一、實習(xí)題目圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計二、實習(xí)目的：1、熟練掌握數(shù)字信號處理的典型設(shè)計方法與技術(shù)手段；2、熟悉D6437視頻輸入，輸出端的操作及編程。；3、掌握常用電子儀器設(shè)備的使用方法；4、熟悉銳化變換算法。三、實習(xí)背景知識1、計算機2、CCS3.3.軟件3、DSP仿真器4、EL_DM6437平臺EL-DM6437EVM是低成本，高度集成的高性能視頻信號處理開發(fā)平臺，可以開發(fā)仿真達(dá)芬奇系列D

2、SP應(yīng)用程序，同時也可以將該產(chǎn)品集成到用戶的具體應(yīng)用系統(tǒng)中。方便靈活的接口為用戶提供良好的開放平臺。采用該系列板卡進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)或系統(tǒng)集成可以大大減少用戶的產(chǎn)品開發(fā)時間。板卡結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：板卡硬件資源：TMS320DM6437 DSP ，可工作在400/600 MHz；2 路視頻輸入，包括一個復(fù)合視頻輸入及一個S端子視頻輸入；保留了視頻輸入接口，可以方便與CMOS影像傳感器連接；3 路視頻輸出，包括2路復(fù)合視頻，一路S端子輸出；128MByte 的DDR2 SDRAM存儲器，256MBit的Nor Flash存儲器；用戶可選的NAND Flash接口；可選的256K字節(jié)的I²C E

3、²PROM；1個10M/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；1 路立體聲音頻輸入、1路麥克風(fēng)輸入，1路立體聲音頻輸出；USB2.0高速接口，方便與PC連接；1個CAN總線、1個UART接口、實時時鐘（帶256Byte的電池保持RAM）；4個DIP開關(guān)，4個狀態(tài)指示LED；可配置的 BOOT模式；10層板制作工藝，穩(wěn)定可靠；標(biāo)準(zhǔn)外部信號擴展接口；JTAG仿真器接口；單電源+5V供電；板卡軟件資源：完整的DSP示例程序及實驗指導(dǎo)書；USB演示軟件，及讀寫示例C+程序；功能概述：EL-DM6437EVM 達(dá)芬奇視頻開發(fā)板通過專用的DDR2存儲控制器接口擴展了64MBytes的DDR2 SDRA

4、M，為視頻應(yīng)用帶來了高吞吐、高容量存儲帶寬，并可以擴展到最大256MByte；256MBit的Nor Flash為視頻應(yīng)用程序脫機運行提供了有力的容量保證；板卡通過一個視頻解碼芯片和CPU連接，使得CPU可以接受外部的復(fù)合視頻信號輸入和S信號輸入，信號都是自動檢測，大大提高了視頻處理的靈活性；CPU還提供視頻DAC，通過幾個運算放大器即可把DDR2存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出為用戶可觀察到的信號，非常方便；除此之外，板卡還包括很多資源，包括音頻輸入輸出、10M/100M的自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、USB2.0接口、實時時鐘、4位LED 指示和4位DIP開關(guān)量輸入、CAN總線及UART接口等等一系列功能；最重要的

5、是所有外部存儲器接口信號都連接到擴展接口上，用戶可以通過設(shè)計外部子板擴展自己的功能。 板上還包括靈活的端口復(fù)用切換，使得用戶可以根據(jù)不同場合使用不同的端口配置，最大的利用CPU各種功能。板卡通過標(biāo)準(zhǔn)接口提供電源輸入，采用單5v的供電方式，注意供電電流需要大于1安培，電源調(diào)節(jié)模塊為微處理器及其他外設(shè)提供3.3V和1.04/1.2V(對應(yīng)不同頻率CPU)電壓。在使用該系列板卡開發(fā)過程中可以通過J1接口連接仿真器。四、實習(xí)內(nèi)容：1. 連接好電腦和仿真器，EL_DM6437和仿真器； 2. 用視頻線一頭連接板卡的P3或者P5，另一頭連接顯示器的AV輸入，并調(diào)制AV模式；注：如果帶轉(zhuǎn)接頭的話，AV輸入應(yīng)

6、該是黃色端子。3. 用視頻線連接攝像頭輸出和板卡的F9插座，注意攝像頭輸出制式為PAL；4. 給EL_DM6437和攝像頭上電，打開CCS并連接；5. 打開ColorSharpen文件夾的工程ColorSharpen.pjt，此工程功能為：把攝像頭捕捉到的一副圖像進(jìn)行銳化處理，并將之輸出到顯示器；6.編譯源程序7. 下載程序out文件，如果沒有就先編譯一下ProjectBuild；8. 把攝像頭對準(zhǔn)需要捕捉的圖像場地；9. 設(shè)置第一個斷點，在video_test.c的422行處；10. 點擊運行，稍等片刻后程序停止在斷點，此時可以從顯示器看到圖像；11.繼續(xù)點擊運行，如果成功，顯示出銳化圖像；

7、并顯示這時可以發(fā)現(xiàn)顯示屏顯示出攝像頭所指影像已被銳化。11.結(jié)束注： 1）銳化算法最簡單思想是前一個象素取后一象素與本身的差值；五實習(xí)程序與結(jié)構(gòu)說明/* * Copyright 2007 by Techshine Incorporated. * All rights reserved. *Author: lyj */* * Video Test * */#include "tvp5146.h"#define COLORBARS 1#define LOOPBACK 0#define SVIDEO_OUT 1#define COMPONENT_OUT 0typedef stru

8、ct _RGBCUint8 Red;Uint8 Green;Uint8 Blue;RGBCOLOR;void PictureSharpen(Uint32 memaddr);/* - * * * * vpfe_init( ) * * * * NTSC: * * Width: 720 * * Height: 480 * * * * * * - */void vpfe_init( Uint32 buffer, Uint32 width, Uint32 height )/同步、模式設(shè)置 VPFE_CCDC_SYN_MODE = 0/0x00032F84; / interlaced, with VD p

9、ority as negative |(0<<19) /使能 SDRAM端口輸出到resizer的輸入，0disable |(0<<18) /使能 視頻口video port,輸出到SDRAM，0disable |(1<<17) /數(shù)據(jù)寫使能，控制CCD列數(shù)據(jù)是否寫入DDR，0disable |(1<<16) /vd/hd使能，如果hd、vd定義為輸出，那么內(nèi)部產(chǎn)生時序，否則外部產(chǎn)生 |(0<<15) /Field狀態(tài)，表明當(dāng)前的field狀態(tài)，0奇場，1偶場 |(0<<14) /3 tap低通濾波器，0off |(2&l

10、t;<12) /INPMOD 數(shù)據(jù)輸入模式，0CCD Raw，1YCbCr 16bit，2YCbCr 8bit，3保留 |(1<<11) /每個象素的包大小，016bit/pixel，18bit/pixel |(7<<8) /ccd 數(shù)據(jù)寬度，只有INPMOD0(12bit-13bit)時有效 / 016bit，115bit，214bit，313bit，412bit / 511bit，610bit，78bit |(1<<7) /傳感器場模式，0逐行掃描，1隔行 |(0<<6) /CCD數(shù)據(jù)極性 |(0<<5) /外部WEN信號選

11、擇，如果VDHDEN1(16bit)，設(shè)置此位將使CCD數(shù)據(jù)加載到DDR / 0=不使用 |(0<<4) /場 指示器極性，0正極，1負(fù)極 |(0<<3) /HD同步極性，0正極，1負(fù)極 |(1<<2) /VD同步極性，0正極，1負(fù)極 |(0<<1) /場ID方向，0輸入，1輸出 |(0); /VD、HD同步方向，0輸入，1輸出 VPFE_CCDC_HD_VD_WID = 0; /HD,VD信號脈沖寬度寄存器 VPFE_CCDC_PIX_LINES = 0x02CF020D; /每行的水平象素，及一幀的行數(shù) /0|(0x2cf<<16

12、) /每行的水平象素719+1=720 /|(0x20d) /每幀或每場的半行數(shù)525+1=526 /* * sph = 1, nph = 1440, according to page 32-33 of the CCDC spec * for BT.656 mode, this setting captures only the 720x480 of the * active NTSV video window */ VPFE_CCDC_HORZ_INFO = width << 1; / Horizontal lines /水平象素信息，（3116）=開始象素，（14-0）=輸入

13、到DDR的每行象素個數(shù) VPFE_CCDC_HSIZE_OFF = width << 1; / Horizontal line offset / 水平大小，（150）每行的地址偏移，即跳行到DDR2讀取數(shù)據(jù)？ / 5 lsb 忽略，最好是256字節(jié)的倍數(shù) VPFE_CCDC_VERT_START = 0; / Vertical start line / 垂直線開始象素（16-31）SLV0(Field0)，（0-14）SLV1(Field0) / 設(shè)定數(shù)據(jù)輸入到DDR的開始行 VPFE_CCDC_VERT_LINES = height >> 1; / Vertical

14、lines(14bit-0) / 垂直線的線數(shù) VPFE_CCDC_CULLING = 0xFFFF00FF; / Disable cullng，水平及垂直方向的選擇方式 /(31-24)=偶場的水平選擇，(23-16)=奇場的水平選擇 / (15-8)=保留，(7-0)=垂直選擇模式 /* * Interleave the two fields */ VPFE_CCDC_SDOFST = 0/0x00000249; /DDR線偏移 |(0<<14) /場標(biāo)志信號翻轉(zhuǎn)，0正常 |(0<<12) /場線偏移，0+1線,1+2線,2+3線,3+4線, |(1<<

15、9) /偶線和偶場的線偏移，0+1，1+2，2+3，3+4，4-1， / 5-2，6-3，7-4， |(1<<6) /奇線和偶場的線偏移，0+1，1+2，2+3，3+4，4-1， / 5-2，6-3，7-4， |(1<<3) /偶線和奇場的線偏移，0+1，1+2，2+3，3+4，4-1， / 5-2，6-3，7-4， |(1<<0); /奇線和奇場的線偏移，0+1，1+2，2+3，3+4，4-1， / 5-2，6-3，7-4， VPFE_CCDC_SDR_ADDR = buffer; /buffer DDR地址，最低5位忽略 VPFE_CCDC_CLAMP

16、= 0/; /可選的黑色箝位設(shè)置 |(0<<31) /CLAMPEN ，CLAMP使能，0禁止 |(0<<28) /采樣象素長度，01pixel，為2N(次冪)，57保留 |(0<<25) /采樣線長度，01 line，為2N(次冪)，57保留 |(0<<10) /采樣的開始象素 |(0<<0); /bit4-bit0，平均增益 VPFE_CCDC_DCSUB = 0; /CCD數(shù)據(jù)要減去的值，當(dāng)CLAMPEN=0時有效 VPFE_CCDC_COLPTN = 0xEE44EE44; /調(diào)色板設(shè)置 /0|(0<<30) /第

17、三線調(diào)色板，3個象素，0R，1Gr，2Gb，3B /|(0<<28) /CP3LPC2，象素個數(shù)2 /|(0<<26) /CP3LPC1，象素個數(shù)1 / |(0<<24) /CP3LPC0，象素個數(shù)0 / |(0<<22) /第二線調(diào)色板 / |(0<<20) / |(0<<18) / |(0<<16) / |(0<<14) /第一線調(diào)色板 / |(0<<12) / |(0<<10) / |(0<<8) / |(0<<6) /第0線調(diào)色板 / |(0&

18、lt;<4) / |(0<<2) / |(0<<0); VPFE_CCDC_BLKCMP = 0; /黑色補償 /0|(0<<24) /R紅色 /|(0<<16) /Gr / |(0<<8) /Gb / |(0<<0); /B藍(lán)色 VPFE_CCDC_FPC_ADDR = 0x86800000; /不知道干嗎用的 VPFE_CCDC_FPC = 0; VPFE_CCDC_VDINT = 0; /VD中斷時序,(30-16)=VDINT0，(14-0)=VDINT1 VPFE_CCDC_ALAW = 0; /a 率設(shè)置

19、 VPFE_CCDC_REC656IF = 0/0x00000003; /rec656接口 |(1<<1) /FVH錯誤糾正使能 |(1<<0) ; /Rec656接口使能 /* * Input format is Cb:Y:Cr:Y, w/ Y in odd-pixel position */ VPFE_CCDC_CCDCFG = 0/0x00000800; /CCD配置寄存器 |(0<<15) /使能VSYNC內(nèi)部的鎖存功能，0使用VSYNC鎖存 |(0<<13) /MSBINVI，色度輸入信號最高位是否在SDRAM中翻轉(zhuǎn)，0正常 |(0&l

20、t;<12) /DDR的字節(jié)是否交換，如果字節(jié)包已經(jīng)使能，象素個數(shù)必須為偶數(shù) / 0正常 |(1<<11) /YCbCr 8bit輸入時Y的位置，0偶像素，1奇象素 |(0<<8) /指定CCD有效范圍，0當(dāng)WEN為邏輯“與”時內(nèi)部信號有效，反之為“” |(0<<6) /FID檢測，0VSYNC時序鎖存FID信號，1不鎖存，2VD邊緣鎖存，3VD、HD的相位決定 |(0<<5) /CCIR656輸入數(shù)據(jù)寬度，08bit，110bit |(0<<4) /YCINSWP，YI輸入和CI引腳輸入交換，0不交換 |0; VPFE_CCD

21、C_FMTCFG = 0; /數(shù)據(jù)重新格式化、圖象口配置 /0|(0<<16) /圖象口數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好頻率，跟內(nèi)核頻率有關(guān),0CoreClock*1/2=75MHz /|(0<<15) /video port 使能 / |(0<<12) /video port輸入選擇，0bit 156 / |0; VPFE_CCDC_FMT_HORZ = 0/0x000002D0; /數(shù)據(jù)重新格式化、圖象輸入接口水平信息 |(0<<16) /bit3129保留，從HD開始的水平開始象素 |(0x2D0<<0) /bit1513保留，水平方向的象素個數(shù)=0

22、x2d0=720 |0; VPFE_CCDC_FMT_VERT = 0/0x0000020E; /數(shù)據(jù)重新格式化、圖象輸入接口垂直信息 |(0<<16) /bit3129保留，從vd開始的水平開始象素 |(0x20e<<0) /bit1513保留，水平方向的象素個數(shù)=0x20e=526 |0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR0 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR1 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR2 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR3 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR4 = 0; VPFE_CCDC_FMT_A

23、DDR5 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR6 = 0; VPFE_CCDC_FMT_ADDR7 = 0; VPFE_CCDC_PRGEVEN_0 = 0; VPFE_CCDC_PRGEVEN_1 = 0; VPFE_CCDC_PRGODD_0 = 0; VPFE_CCDC_PRGODD_1 = 0; VPFE_CCDC_VP_OUT = 0/0x041A2D00; /video port輸出設(shè)置 |(0x20d<<17) /被時鐘輸出到video port的垂直線數(shù)=0x20d=525 |(0x2d0<<4) /被時鐘輸出到video port的水平線數(shù)=

24、0x2d0=720 |(0<<0); /每個輸出行的水平開始象素=0 VPFE_CCDC_PCR = 0x00000001; / Enable CCDC，bit1是否busy，bit0enable /如果禁止的話，CCDC會向DSP發(fā)送中斷，不需要中斷需要配置INTC/* - * * * * vpbe_init( ) * * * * NTSC: * * Width: 720 * * Height: 480 * * * * * * - */void vpbe_init( Uint32 buffer, Uint32 width, Uint32 height, Uint32 colorb

25、ar_loopback_mode, Uint32 ntsc_pal_mode, Uint32 output_mode ) Int16 basep_x; Int16 basep_y;RGBCOLOR rc; if ( ntsc_pal_mode = NTSC ) basep_x = 0x7A; / 122 basep_y = 0x12; / 18 else basep_x = 0x84; / 132 basep_y = 0x16; / 22 /* * Setup VPBE */ VPSS_CLK_CTRL = 0x00000018; / Enable DAC and VENC clock, bo

26、th at 27 MHz VPBE_PCR = 0; / No clock div, clock enable /* * Setup OSD */ VPBE_OSD_MODE = 0/0x000000fc; / osd模式寄存器 / 最后8位指定背景色地址(ROM0) |(0<<15) /cb/cr順序,0=cb/cr,1=cr/cb (修改這個1會把背景變紅) |(0<<14) /osd窗口垂直擴展使能，如果使能，bitmap窗口 /Y值將延伸為6/5。0= *1,1=*6/5 |(0<<13) /osd窗口水平擴展使能，如果使能，bitmap窗口 /X值

27、將延伸為9/8?？捎糜趐al和ntsc切換 |(0<<12) /延伸濾波使能，14、13位使能才有用，或者video串口 /smoothing已經(jīng)設(shè)置，小心使用 |(0<<11) /video窗口，類似14位 |(0<<10) /video窗口，類似13位 |(0<<9) /field（場信號）翻轉(zhuǎn)1 |(0<<8) /背景顏色表選擇，0ROM，1RAM |(0xfd<<0) /CLUT(color look-up table)背景顏色查找表地址 ; /這是一部分圖象不顯示時出現(xiàn)的顏色 /-OSD窗口0、1設(shè)置 ，!暫時不

28、用! VPBE_OSD_OSDWIN0MD = 0| / Disable both osd windows and cursor window (0<<13)| /RGB0E RGB輸入還是BITMAP輸入 / 0=bitmap,1=16bit RGB,如果此位設(shè)置， / *#*那么WINDOW1的該位不能為1 *#* (0<<12)| /CLUTS0, OSDWINDOW0的顏色查找表位置，0=rom,1=RAM (0<<10)| /OHZ0 osd窗口0水平放大倍數(shù)(1、2、4) (0<<8)| /OVZ0 osd窗口0垂直放大倍數(shù) (0&l

29、t;<6)| /BMW0 bitmap位寬0=1,1=2,2=4,3=8 (0<<3)| /BLND0 osd窗口0和video窗口0混合率 (0<<2)| /TE0 osd窗口0透明,0=不使能，如果使能，根據(jù) / BLND0出效果 (0<<1)| /osd窗口0顯示模式,0=Field，1=Frame 0 ; /osd窗口0激活=1 VPBE_OSD_OSDWIN1MD = 0| 0<<15| /OASW window0的品質(zhì)模式？ 0<<13| /RGB1E RGB輸入還是BITMAP輸入 0<<12| /CL

30、UTS1 0<<10| /OHZ1 0<<8| /OVZ1 0<<6| /BMW1 0<<3| /BLND1 0<<2| /TE1透明不使能 0<<1| /OFF1顯示模式 0 ; /OACT1激活 /- VPBE_OSD_RECTCUR = 0; VPBE_OSD_BASEPX = basep_x; VPBE_OSD_BASEPY = basep_y; /video window0 參數(shù)選擇>> 4 VPBE_OSD_VIDWIN0OFST = width >> 4; VPBE_OSD_VIDWI

31、N0ADR = buffer;/video window0地址寄存器，這里指向DDR，最低5位忽略 VPBE_OSD_VIDWIN0XP = 0;/video window0 X起始坐標(biāo) 實際偏移比此值少一半？ / 象素單位，從basepx開始算起,20剛好在邊上 VPBE_OSD_VIDWIN0YP = 20; /此值對NTSC顯示有影響，0則無影響 VPBE_OSD_VIDWIN0XL = width; /圖象大小 VPBE_OSD_VIDWIN0YL = height >> 1; /video window0 Y軸(垂直)長度，以象素/行(pixels/lines)為單位 /

32、在frame模式，根據(jù)line/field來指定值 /-其他參數(shù) VPBE_OSD_MISCCTL = 0 /其他選擇，比如Video window RGB 模式禁止了。 |(0<<11) /video 窗口0、1延伸濾波器系數(shù)翻轉(zhuǎn),只有v1efc或v0efc / 設(shè)置才有效,0=inversed,1=normal |(0<<9) / osd窗口0的REC601衰減使能,0=正常 |(0<<8) / osd窗口1的REC601衰減使能,0=正常 |(0<<7) /RGB使能=1，此時RGB數(shù)據(jù)會在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成YUV422 |(0<<6)

33、 /決定哪個video窗口用RGB模式0=window0,1=window1,(RGB888，24bit格式數(shù)據(jù)) / 兩個window不能同時用 |(0<<4) /顏色查找表選擇，0表0，1表1 |(0<<2) /ping pong 緩沖翻轉(zhuǎn)選擇， / 如果PPRV=0,0VIDWIN0ADR地址，1PPVWIN0ADR地址 / 如果PPRV=1,1VIDWIN0ADR地址，0PPVWIN0ADR地址 |(0<<1) /ping pong 翻轉(zhuǎn)選擇PPRV |0; /reserved /-video window0、1模式設(shè)置 VPBE_OSD_VIDWI

34、NMD = 0/0x00000003; / video window1 模式設(shè)置 |(0<<14) / video window1延伸濾波器凳，只有 / VVRSZ和EF恍效時才有效 |(0<<12) / video window1 水平直接放大,0=1,1=2,2=4 |(0<<10) / video window1 垂直直接放大 |(1<<9) /video window1 顯示模式 /手冊是不是說錯了？ /(1)如果為field模式，每field的line（在VIDWIN1YL指定），可以從 / 顯示緩沖讀取出來，而且每field數(shù)據(jù)可以重復(fù)的發(fā)送到VENC /(2)如果為frame模式，2倍的line /field會從顯示緩沖讀取出來，而且 / 每field的數(shù)據(jù)隔行掃描到VENC / 0=Field,1=Frame |(0<<8) /video 窗口1的圖象是否顯示，0=OFF / 以上為Video Window1參數(shù)，以下為Video Window0參數(shù) /-video window0 模式設(shè)置- |(0<<6) /類似14位 |