基于便携应用DSP的图像接收与处理

论文摘要

目前便携移动媒体处理是多媒体处理的一个热点,许多厂商致力于设计制造更多功能,功耗更低,更易于开发的PMP,PDA,Smart phone和移动电视等。其实将这些移动设备的功能结合是未来发展的一个要点:人们已经习惯于生活中的各个方面,都有电子设备参与。但是这些电子设备能不能结合起来,进行无缝连接,或者是最终集成为一体,发展成为一个多功能的便携式一体化设备。这才是最符合便携媒体处理要求的电子设备,而本设计便是在这方面的努力。在媒体处理结合的思维下,本设计是在便携Blackfin 533的DSP平台上,设计实现PMP结合电视接收、格式转换以及处理摄像传入的数据等,这其实是一个媒体整合的过程。本文在开始部分首先介绍了PMP的现状和发展要点,并根据PMP的设计需要,详细分析、阐述了在PMP上应用DSP的原因。接着就便携式媒体处理方面解释了选择DSP型号和种类的根据,介绍了在本项目中选用的ADI BF533的优势。接下来文章按照功能划分,分别介绍在Blackfin 533处理芯片上视频接收、播放和图像处理的原理和实现的具体步骤,并涉及到电源管理和代码、资源的优化和外加硬盘的实现过程。视频接收、播放部分从硬件方面入手,主要分析了Blackfin上编解码器的原理应用和其外围设备对它的控制,并详细讲解了利用BF533的硬件寄存器进行编解码器操作,控制硬件设备连接的问题。而便携DSP图像处理则是从Blackfin视频处理上的专用二维DMA开始,介绍了几个利用2D-DMA进行的图像处理,首先进行原理分析和参数推导,接着分别从这几个图像处理的功能设计、硬件、软件几个方面详述了实现的过程。文章的最后依据本项目便携、低功耗和大容量的需求,描述了整个项目系统框架进行优化的过程,涉及了BF533评估板外加IDE硬盘、电源节能管理等在Blackfin DSP芯片上的实现,以及程序优化、资源管理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 便携媒体设备的现状与调查
• 1.2 PMP 与DSP
• 1.3 工作任务及论文结构
• 第二章 便携应用DSP 的原理与选择
• 2.1 DSP 嵌入式媒体处理的研究
• 2.1.1 EMP 应用
• 2.1.2 DSP 处理器的选择
• 2.2 Blackfin DSP 的原理与优势
• 2.2.1 MSA 架构
• 2.2.2 Blackfin 在视频处理上的优势
• 2.3 ADSP-BF533 EZ-KIT Lite 评估板的硬件结构
• 2.3.1 ADSP-BF533 EZ-KIT Lite 评估板硬件配置
• 2.3.2 ADSP-BF533 EZ-KIT Lite 内存映射
• 2.4 本章小结
• 第三章 视频的正常收放与实现
• 3.1 编解码的视频格式与接口
• 3.1.1 数字视频流分解和存储
• 3.1.2 PPI 接口与视频输入接口
• 3.2 正常接收与播放的实现
• 3.2.1 程序设计概述
• 3.2.2 Blackfin 接收播放的PPI 控制实现
• 3.2.3 播放接收程序中的DMA 控制实现
• 3.2.4 程序中的ADV 控制
• 3.2.5 Ping-Pong buffer 模式下的中断处理
• 3.2.6 BF533 接收图像结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于BF-533 的图像处理实现
• 4.1 关键硬件技术和编程要点的介绍
• 4.2 图像输出格式转换
• 4.2.1 YUV、YCbCr 和RGB 格式
• 4.2.2 色度重采样
• 4.2.3 YCbCr 与RGB 之间的转换
• 4.2.4 色彩变换在BF533 上的汇编实现
• 4.2.5 YUV 转RGB 算法比较
• 4.3 图像旋转的二维DMA 实现
• 4.3.1 存储器DMA
• 4.3.2 图像右旋90 度的DMA 设置
• 4.3.3 QCIF 图像旋转程序
• 4.4 解交织和扫描率转换
• 4.4.1 二维DMA 解交织
• 4.4.2 扫描率转换
• 4.5 本章小结
• 第五章 便携媒体设备的电源、程序管理和外加硬盘
• 5.1 便携嵌入式系统电源管理
• 5.1.1 Blackfin 系统时钟和内核时钟的控制
• 5.1.2 视频接收处理的工作模式选择
• 5.2 便携应用中的程序管理和优化
• 5.3 外加IDE 硬盘和BF533 的连接
• 5.3.1 EBIU 外部总线接口单元
• 5.3.2 IDE 接口及规范
• 5.3.3 BF533 外接IDE 硬盘实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果