基于DSP的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)

以DSP TMS320C6416 為核心處理器, 設(shè)計(jì)了一種通用的MPEG-4實(shí)時(shí)圖象處理系統(tǒng)。文中對(duì)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。其中視頻采集、運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法和軟件的優(yōu)化是保證本系統(tǒng)高效工作的關(guān)鍵部分，因此，本文對(duì)其進(jìn)行了重點(diǎn)討論，提出了相應(yīng)的解決方法。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)可以滿足當(dāng)前的遠(yuǎn)程監(jiān)控、電視電話、會(huì)議電視、道路交通管理等諸多視頻/圖象處理與傳輸領(lǐng)域應(yīng)用的需求。
關(guān)鍵詞：TMS320C6416,MPEG-4,實(shí)時(shí)圖象處理,圖象處理,運(yùn)動(dòng)估計(jì)，軟件優(yōu)化
本文設(shè)計(jì)了基于TMS320C6000系列DSP的MPEG-4編碼器。將攝像頭獲取的圖像以MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮并通過VGA實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)把壓縮好的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳輸給ARM控制器，經(jīng)由ARM根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
MPEG-4 是一種開放性標(biāo)準(zhǔn)，其中許多部分都沒有規(guī)定，可以加入一些新的算法，因此采用通用DSP 能夠隨時(shí)更新算法、優(yōu)化算法，使得編碼效率更高。由于MPEG-4 編碼算法復(fù)雜，需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量大，無(wú)論是存儲(chǔ)空間分配、數(shù)據(jù)傳輸還是運(yùn)算速度對(duì)DSP來(lái)說都是挑戰(zhàn)。
C6000系列DSP是TI公司生產(chǎn)的高檔DSP。這一系列DSP都是基VelociTITM構(gòu)架的VLIW DSP，它在每個(gè)周期可以執(zhí)行八條32bit 的指令， 具有高達(dá)200MHZ的CPU，從而使得其運(yùn)算能力達(dá)到1600MIPS。而6416在600MHz主頻下，只利用50%的運(yùn)算能力就可以同時(shí)進(jìn)行單通道MPEG-4視頻編碼、單通道MPEG-4視頻解碼和單通道MPEG-2視頻編碼的處理。同時(shí)其對(duì)外接口靈活、開發(fā)工具齊全，被大多數(shù)嵌入式圖像實(shí)時(shí)壓縮系統(tǒng)所采用。因此本系統(tǒng)采用TI公司TMS320C6416芯片為核心處理器。