基于DSP的图像采集、处理和无线传输

摘要

嵌入式图像采集处理与传输系统具有体积小、稳定性高等优点,在智能交通、电力、通讯、计算机视觉等领域应用广泛.随着DSP技术的发展,在DSP上用软件实现实时视频压缩成为数字视频压缩标准应用的亮点,这种应用比起专门的压缩芯片更具有灵活性和升级潜力.该文作者提出一种实现脱机视频采集、压缩编码和视频数据通信的方法.主要研究基于Tms320vc5402的视频编码器的软件实现方法和Tms320vc5402外围硬件系统设计.在该设计中提出利用Philips公司的SAA7111视频采集芯片完成视频信号的精确采集;利用CPLD完成复杂且高速的逻辑控制及时序设计;利用CPLD完成Tms320vc5402外扩RAM、Flash等高速硬件电路设计;同时利用CPLD完成DSP的地址译码电路,将采集的数字视频信号存储在Tms320vc5402外扩存储空间中;利用Tms320vc5402完成将采集到的数字图像信息按照视频压缩编码标准进行处理.研究开发了Tms320vc5402的HPI主机接口完成将DSP处理后的图像信息有线传输到PC机中进行保存,同时为无线传输芯片的需要,开发Tms320vc5402的RS-232串口,利用具有RS-232串口的无线收发模块NRF401完成图像数据无线传输等软、硬件设计.在该设计中充分利用CPLD和DSP的在线可编程的特点,使该设计成本低,可以根据应用场合需要进行功能扩展,同时对外部接口全部采用通用标准,例如采用通用的模拟视频接口、PC并口、RS-232串口等,具有很强的实用价值.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1课题的提出和意义

1.2系统软硬件实现简介

1.3本系统的优点

1.4作者的工作

1.5本文组织

第二章图象采集

2.1图像采集芯片SAA7111概述

2.1.1 SAA7111的主要特点

2.1.2 SAA7111的结构原理

2.2 SAA7111的I2C总线结构和初始化设置

2.2.1 I2C总线规范

2.2.2 SAA7111初始化设置的实现

2.3帧存储器的设计

第三章基于DSP的JPEG编码实现

3.1 JPEG概述

3.1.1色彩模型

3.1.2静态图像压缩标准(JPEG)

3.1.3基于DCT的编码

3.2快速离散余弦变换

3.2.1离散余弦变换(DCT)

3.2.2行列分离式二维快速DCT

3.3量化

3.4熵编码

3.4.1由行程编码到零长编码

3.4 2熵编码的格式

3.5 JPEG编码在DSP上的编程实现

3 5.1在VC++6.0环境下用标准C语言实现JPEG的编码程序

3.5.2JPEG编码程序在CCS环境下的移植和优化

第四章JPEG大Tms320vc5402上实现的硬件电路设计

4.1 Tms320vc5402芯片主要特点

4.2 TMS320VC5402的存储器结构

4.2.1CPU和外设存储器映射

4.2.2存储器映象图

4.2.3 CCS编译器对存储器的访问

4.2.4存储器扩展方式

4.2.5 Tms320vc5402对外部存储器读写时序

4.3存储器接口的硬件电路设计

4.3.1片外SRAM硬件接口电路

4 3.2片外SRAM硬件接口中路实现

4.4 Flash Memorv与DSP的连接和程序的加载

4.4.1TMS320VC5402硬件系统初始化

4.4.2 DSP独立系统的实现

4.5 TMS320VC5402板的其他外围硬件电路设计

第五章DSP与PC间的图像数据有线传输

5.1增强型并行接口简介

5.1.1 EPP接口时序

5.1.2 EPP端口寄存器

5.2 Tms320vc5402的HPI接口

5.2.1 HPI接口组成部分

5.2.2 HPI接口信号的名称和功能

5.2.3 HPI-8控制寄存器及其功能

5.3 PC与DSP的HPI接口设计基本原理

5.4 PC机EPP并口与DSP数据传输软件实现

第六章图像数据的无线传输

6.1无线收发模块NRF401简介

6.2 DSP串口通信

6.2.1异步通信芯片TL16C550功能简介

6.2.2 Tms320vc5402异步串行通信的硬件电路

6.3串行数据信号的无线传输

总结和改进

创新之处

参考文献

声明

致谢