87SEED-DTK643_v1.0实验手册_09年版_视频编解码算法

2173.10视频编解码算法3.10.1H263编解码3.10.1.1实验目的1.熟悉视频显示程序的运行过程、控制过程，搞清数据处理、传输途径；2.结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；3.了解H.263编解码的原理；4.了解RF-5程序框架。3.10.1.2实验内容1.系统初始化；2.RF-5程序框架实现；3.调用H.263编码、解码库。3.10.1.3实验背景知识H.263是低码率压缩算法，它可以以低于28.8Kbps的码率对单帧或者活动视频进行压缩解压缩。一般来说，大小为176*144（文件大小为76,000字节）的单帧BMP文件可以被压缩到少于4,000字节，而图象的细节损失很少，并且压缩的速度很快（10ms内完成）。对于文件之间有关联的图象，例如活动的视频文件、变化的屏幕等，压缩比例可以高达100倍以上，这是一般的静态压缩算法，如JPEG等无法比拟的。具体算法实现请参考H.263标准。3.10.1.4程序简介3.10.1.4.1程序包含文件介绍1.h263main.c：实验的主程序。系统使用到资源、CSL、BIOS以及任务初始化。2.appData.c：SCOM模块初始化。3.tskVideoInput.c：视频输入任务初始化及输入任务处理。4.tskVideoOutput.c：视频输出任务初始化及输出任务处理。5.tskProcess.c：视频数据算法处理。6.DEC643.gel：系统初始化。7.h263_loopback.tcf：BIOS配置文件。8.*.h：程序使用的头文件。9.*.lib：程序使用的库文件。10.link_dm642.cmd：库文件连接命令文件。11.h263_loopbackcfg.cmd：DSP存储器及资源分配与程序各段的连接关系。3.10.1.4.2程序架构简介实验例程采用RF-5（参考设计框架5）实现视频的采集、处理及显示。程序使用3个218任务模块，视频采集任务、视频数据处理任务以及视频处理输出任务。(一)初始化模块介绍1.系统初始化模块功能介绍：¾初始化CSL以及BIOS¾设置64K的CACHE，并将其映射到EMIF的CE0及CE1空间¾设置DMA优先级序列，长度2.RF-5模块初始化¾系统初始化RF-5的通道模块。¾系统初始化RF-5框架中用于内部单元通讯和传递消息的ICC、SCOM模块。¾各通道在内部的、扩展的和临时的堆上完成建立3.建立摄入和显示通道¾建立和启动一个摄入通道的实例。¾建立和启动一个显示通道的实例。4.建立编码解码运算实例¾在通道中建立和注册编码单元。¾在通道中建立和注册解码单元。¾打开通道，建立编码和解码单元实例。(二)任务模块介绍1.输入任务输入任务从输入设备驱动程序获得视频图像，使用FVID（视频驱动程序）提供系统流程图系统初始化RF-5模块初始化任务模块初始化启动BIOS任务调度启动视频采集任务视频输出任务采集一帧数据采集完成消息等待输出完成消息等待处理完成消息处理数据显示输出数据输出完成消息数据处理任务等待采集完成消息处理完成消息219的FVID_exchange函数调用输入设备按4:2:2格式获取一帧视频图像。然后发送采集完成消息；昀后等待输出任务发送输出完成消息后，进行下次数据采集处理。2.数据处理任务数据处理任务接到数据采集完成消息后，对采集到图像信息进行处理；处理完成后发送处理完成消息；然后等待下次的采集完成消息。3.输出任务输出任务接到数据处理完成消息后，对采集到图像信息进行处理。处理完成后使用FVID（视频驱动程序）提供的FVID_exchange函数调用显示设备实现图像显示。昀后发送输出完成消息。然后等待下次的采集完成消息。3.10.1.4.3数据流3.10.1.5实验准备首先将光盘下03.ExamplesofProgram\04.SEED-DTK643实验程序目录下的3.10.1h263_loopback的文件夹拷贝到D盘根目录下。1.将DSP仿真器与计算机连接好；2.将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC643元的J1相连接；3.打开SEED-DTK643的电源。观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯灯以及SEED-DEC643的电源指示灯D1是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源；4.将视频转接线与DEC643的J13接好，将摄像头的输出接入到VinY；将PAL制式的显示器链接到VoutB上。2203.10.1.6实验步骤1.打开CCS，进入CCS的操作环境。2.装载h263loopback_dm642.pjt。3.运行程序，观察显示。3.10.1.7实验结果3.10.1.8思考2213.10.2JPEG编解码3.10.2.1实验目的1.熟悉视频显示程序的运行过程、控制过程，搞清数据处理、传输途径；2.结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；3.了解JPEG编解码的原理；4.了解RF-5程序框架。3.10.2.2实验内容1.系统初始化；2.RF-5程序框架实现；3.调用JPEG编码、解码库。3.10.2.3实验背景知识JPEG利用一种失真式的图像压缩方式将图像压缩在很小的储存空间中，其压缩比率通常在10:1～40:1之间。这样可以使图像占用较小的空间，所以很适合应用在网页的图像中。JPEG格式的图像主要压缩的是高频信息，对色彩的信息保留较好，因此也普遍应用于需要连续色调的图像中。具体算法请参考相关文献。3.10.2.4程序简介3.10.2.4.1程序包含文件介绍1.jpegmain.c：实验的主程序。系统使用到资源、CSL、BIOS以及任务初始化。2.appData.c：SCOM模块初始化。3.tskVideoInput.c：视频输入任务初始化及输入任务处理。4.tskVideoOutput.c：视频输出任务初始化及输出任务处理。5.tskProcess.c：视频数据算法处理。6.DEC643.gel：系统初始化。7.jpeg_loopback.tcf：BIOS配置文件。8.*.h：程序使用的头文件。9.*.lib：程序使用的库文件。10.link_dm642.cmd：库文件连接命令文件。11.jpeg_loopbackcfg.cmd：DSP存储器及资源分配与程序各段的连接关系。3.10.2.4.2程序架构简介实验例程采用RF-5（参考设计框架5）实现视频的采集、处理及显示。程序使用3个任务模块，视频采集任务、视频数据处理任务以及视频处理输出任务。222(一)初始化模块介绍1.系统初始化模块功能介绍：¾初始化CSL以及BIOS¾设置64K的CACHE，并将其映射到EMIF的CE0及CE1空间¾设置DMA优先级序列，长度2.RF-5模块初始化¾系统初始化RF-5的通道模块。¾系统初始化RF-5框架中用于内部单元通讯和传递消息的ICC、SCOM模块。¾各通道在内部的、扩展的和临时的堆上完成建立3.建立摄入和显示通道¾建立和启动一个摄入通道的实例。¾建立和启动一个显示通道的实例。4.建立编码解码运算实例¾在通道中建立和注册编码单元。¾在通道中建立和注册解码单元。¾打开通道，建立编码和解码单元实例。(二)任务模块介绍1.输入任务输入任务从输入设备驱动程序获得视频图像，使用FVID（视频驱动程序）提供的FVID_exchange函数调用输入设备按4:2:2格式获取一帧视频图像。然后发送采集完成消息；昀后等待输出任务发送输出完成消息后，进行下次数据采集处理。系统流程图系统初始化RF-5模块初始化任务模块初始化启动BIOS任务调度启动视频采集任务视频输出任务采集一帧数据采集完成消息等待输出完成消息等待处理完成消息处理数据显示输出数据输出完成消息数据处理任务等待采集完成消息处理完成消息2232.数据处理任务数据处理任务接到数据采集完成消息后，对采集到图像信息进行处理；处理完成后发送处理完成消息；然后等待下次的采集完成消息。3.输出任务输出任务接到数据处理完成消息后，对采集到图像信息进行处理。处理完成后使用FVID（视频驱动程序）提供的FVID_exchange函数调用显示设备实现图像显示。昀后发送输出完成消息。然后等待下次的采集完成消息。3.10.2.4.3数据流3.10.2.5实验准备首先将光盘下03.ExamplesofProgram\04.SEED-DTK643实验程序目录下的3.10.2jpeg_loopback的文件夹拷贝到D盘根目录下。1.将DSP仿真器与计算机连接好；2.将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC643元的J1相连接；3.打开SEED-DTK643的电源。观察SEED-DTK_MBoard单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V的电源指示灯灯以及SEED-DEC643的电源指示灯D1是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电源；4.将视频转接线与DEC643的J13接好，将摄像头的输出接入到VinY；将PAL制式的显示器链接到VoutB上。3.10.2.6实验步骤1.打开CCS，进入CCS的操作环境。2.装载jpeg_loopback.pjt。3.运行程序，观察显示。2243.10.2.7实验结果3.10.2.8思考2253.10.3MPEG2编解码（码流不输出）3.10.3.1实验目的1.熟悉视频显示程序的运行过程、控制过程，搞清数据处理、传输途径；2.结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；3.了解MPEG-2编解码的原理；4.了解RF-5程序框架。3.10.3.2实验内容1.系统初始化；2.RF-5程序框架实现；3.调用MPEG-2编码、解码库。3.10.3.3实验背景知识MPEG-2通常用来为广播信号提供视频和音频编码，包括数字卫星电视、有线电视等。MPEG-2经过少量修改后，也成为DVD产品的核心技术。实验程序在目标板上实现D1格式的H.263编码和解码。程序将摄入的视频图像首先进行编码，产生H.263码流，再由解码程序处理此码流，生成目标视频送显示设备显示。3.10.3.4程序简介3.10.3.4.1程序包含文件介绍1.mpeg2main.c：实验的主程序。系统使用到资源、CSL、BIOS以及任务初始化。2.appData.c：SCOM模块初始化。3.tskVideoInput.c：视频输入任务初始化及输入任务处理。4.tskVideoOutput.c：视频输出任务初始化及输出任务处理。5.tskProcess.c：视频数据算法处理。6.DEC643.gel：系统初始化。7.mpeg2enc.tcf：BIOS配置文件。8.*.h：程序使用的头文件。9.*.lib：程序使用的库文件。10.link_dm642.cmd：库文件连接命令文件。11.mpeg2_loopbackcfg.cmd：DSP存储器及资源分配与程序各段的连接关系。3.10.3.4.2程序架构简介实验例程采用RF-5（参考设计框架5）实现视频的采集、处理及显示。程序使用3个任务模块，视频采集任务、视频数据处理任务以及视频处理输出任务。226(一)初始化模块介绍1.系统初始化模块功能介绍：¾初始化CSL以及BIOS¾设置64K的CACHE，并将其映射到EMIF的CE0及CE1空间¾设置DMA优先级序列，长度2.RF-5模块初始化¾系统初始化RF-5的通道模块。¾系统初始化RF-5框架中用于内部单元通讯和传递消息的ICC、SCOM模块。¾各通道在内部的、扩展的和临时的堆上完成建立3.建立摄入和显示通道¾建立和启动一个摄入通道的实例。¾建立和启动一个显示通道的实例。4.建立编码解码运算实例¾在通道中建立和注册编码单元。¾在通道中建立和注册解码单元。¾打开通道，建立编码和解码单元实例。(二)任务模块介绍1.输入任务输入任务从输入设备驱动程序获得视频图像，使用FVID（视频驱动程序）提供的FVID_exchange函数调用输入设备按4:2:2格式获取一帧视频图像。然后发送采集完成消息；昀后等待输出任务发送输出完成消息后，进行下次数据采