近 20 年来,半导体技术的发展有力地促进了数字图像处理技术在工业、商业、医学、安防、军事、太空开发、科学研究及消费类电子产品中的广泛应用。数字图像技术的难点在于其极大的数据量和相应要求的极快的处理速度和极大的存储空间。当前数字视频图像采集系统的实现方式有的基于嵌入式工控机,有的基于 FPGA,有的基于专用压缩芯片,还有的基于 DSP。采用通用 DSP 的实现方式,灵活性强,能满足特殊视频格式和处理的需要,具有很好的可扩展性、可升级性和易维护性,是目前研究的热点。 本文在研究了当前数字视频图像技术发展的基础上,提出了一种低成本高性能的基于 TMS320C6711 DSP 的数字视频图像获取和处理系统的设计,并在该系统上对基本的数字图像压缩算法 JPEG 进行了研究。 通过采用功能全面的视频解码器并辅以 DSP 软件的配合,本系统可以兼容多种视频格式。通过缜密的时序和逻辑分析,本系统采用高速 FIFO 完成视频解码器和 DSP之间的互联,实现视频图像数据的高速缓冲。利用 TMS320C6711 的 EDMA 功能,本系统实现了无需 CPU 干预的高速数字图像传输,减小系统负荷的同时提高了性能。利用 TMS320C6711 的 McBSP 功能单元,通过软件模拟 I2C 接口实现了对视频解码器的控制,去掉了在基于 DSP 的视频图像采集系统中通常需要的单片机协处理器,降低了成本和硬件复杂度。通过时序分析和计算,选用高速 CPLD 完成芯片间互联,用VHDL 语言完成 CPLD 的逻辑设计,实现了系统各部分的协调工作。最后,本文还深入研究了 JPEG 压缩编码算法的原理,并在本系统上完成了算法设计和优化,从而构成了一个完整的视频图像采集和处理系统。 与目前的同类系统相比,在性能相当的情况下,本系统结构更加简单,成本更低。利用 TMS320C6711 DSP 强大的处理能力,通过开发不同的软件,本系统可以应用于各种嵌入式图像处理系统中,具有很强的实用性和先进性。