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利用TMS320C6201芯片进行图像压缩

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了利用TMS320C6201 DSP芯片进行实时图像压缩的软件设计。结合该芯片的编程特点介绍了压缩算法,并给出了部分关键程序,具有一定的参考价值。

    关键词:图像压缩 C6201 FDCT变换 霍夫曼编码

图像中含有丰富的信息,在现代科技中将图像作为一种探测手段,正受到越来越广泛的青睐。有很多探测设备,采用扫描成像仪器作为前端探测器。作为一种很常见的情况,成像仪器采集到的图像要通过无线信道进行发送。但是,图像数据通常都是海量数据,无线信道的传输带宽无法满足要求,必须对图像进行压缩处理,才能通过无线信道进行传输。
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    实现图像实时无线传输必须研制专门的图像压缩,该压缩器须满足如下要求:(1)图像实时压缩?鸦(2)能够较好地保存图像质量。笔者以TI公司的高速DSP芯片TMS320C6201为核心的数字信号处理板作为图像压缩器的硬件平台,通过自行开发的压缩程序,实现了图像的实时压缩。
利用TMS320C6201芯片进行图像压缩
1 数字信号处理板的硬件功能框图

数字信号处理板的硬件功能框图如图1所示。TMS320C6201是一种高性能的定点数字信号处理器。工作频率为200MHz时,每个指令周期为5ns,运算速度可达1600MIPS;具有VLIW(甚长指令集)体系结构,每周期8个32bit的指令并行执行;8个独立的功能单元,有两个16bit乘法器和6个算术逻辑单元;采用加载存储体系结构,数据在多处理单元之间的传输依靠32个32bit的通用寄存器。C6000的存储器寻址空间为32bit,片内有1Mbit的SRAM。片内RAM被分为两块:一是内部程序/cache存储器,二是内部数据存储器。32bit外部存储器接口(EMIF)可与不同存储器接口,可方便地配置不同速度、不同容量、不同复杂程度的存储器。此外,C6000还有两通道Boot-loading DMA处理器、16bit的主机接口HPI、两个多通道缓冲串口(McBSP),并且其片内锁相环(PLL)时钟发生器,可以对输入时钟进行不同的倍频处理。这种芯片用来处理图像压缩这种运算密集型的工作是非常合适的。功能框图的其它部分不再做介绍。

图3 图像压缩器的工作过程方框图

2 图像压缩算法

图像压缩中的图像有彩色和灰度之分。考虑到彩色图像和灰度图像的压缩类似,且大多数的扫描成象设备扫的是灰度图像,所以仅以灰度图像的压缩为例介绍DSP上的图像压缩。图像压缩算法原理图如图2所示。

图中,首先将原始灰度图像分为8×8的图块,然后对每一图像块进行FDCT变换,再将变换得到的DCT系数使用量化表进行量化。量化后可得到如下形式的数据:

(x)是不为零的数据)

x  x  x  x  0  0  0  0

x  x  x  0  0  0  0  0

x  x  0  0  0  0  0  0

x  0  0  0  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  0

该数据在存储器中存放的顺序如下:

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