利用TMS320C6201芯片進(jìn)行圖像壓縮

摘要：介紹了利用tms320c6201 dsp芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像壓縮的軟件設(shè)計(jì)。結(jié)合該芯片的編程特點(diǎn)介紹了壓縮算法，并給出了部分關(guān)鍵程序，具有一定的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：圖像壓縮 c6201 fdct變換 霍夫曼編碼圖像中含有豐富的信息，在現(xiàn)代科技中將圖像作為一種探測手段，正受到越來越廣泛的青睞。有很多探測設(shè)備，采用掃描成像儀器作為前端探測器。作為一種很常見的情況，成像儀器采集到的圖像要通過無線信道進(jìn)行發(fā)送。但是，圖像數(shù)據(jù)通常都是海量數(shù)據(jù)，無線信道的傳輸帶寬無法滿足要求，必須對(duì)圖像進(jìn)行壓縮處理，才能通過無線信道進(jìn)行傳輸。

實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)無線傳輸必須研制專門的圖像壓縮，該壓縮器須滿足如下要求：（１）圖像實(shí)時(shí)壓縮?鴉（２）能夠較好地保存圖像質(zhì)量。筆者以ｔｉ公司的高速ｄｓｐ芯片ｔｍｓ３２０ｃ６２０１為核心的數(shù)字信號(hào)處理板作為圖像壓縮器的硬件平臺(tái)，通過自行開發(fā)的壓縮程序，實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)壓縮。

１ 數(shù)字信號(hào)處理板的硬件功能框圖數(shù)字信號(hào)處理板的硬件功能框圖如圖１所示。ｔｍｓ３２０ｃ６２０１是一種高性能的定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器。工作頻率為２００ｍｈｚ時(shí)，每個(gè)指令周期為５ｎｓ，運(yùn)算速度可達(dá)１６００ｍｉｐｓ；具有ｖｌｉｗ(甚長指令集)體系結(jié)構(gòu)，每周期８個(gè)３２ｂｉｔ的指令并行執(zhí)行；８個(gè)獨(dú)立的功能單元，有兩個(gè)１６ｂｉｔ乘法器和６個(gè)算術(shù)邏輯單元；采用加載存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)在多處理單元之間的傳輸依靠３２個(gè)３２ｂｉｔ的通用寄存器。ｃ６０００的存儲(chǔ)器尋址空間為３２ｂｉｔ,片內(nèi)有１ｍｂｉｔ的ｓｒａｍ。片內(nèi)ｒａｍ被分為兩塊：一是內(nèi)部程序／ｃａｃｈｅ存儲(chǔ)器，二是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。３２ｂｉｔ外部存儲(chǔ)器接口（ｅｍｉｆ）可與不同存儲(chǔ)器接口，可方便地配置不同速度、不同容量、不同復(fù)雜程度的存儲(chǔ)器。此外，ｃ６０００還有兩通道ｂｏｏｔ－ｌｏａｄｉｎｇ ｄｍａ處理器、１６ｂｉｔ的主機(jī)接口ｈｐｉ、兩個(gè)多通道緩沖串口（ｍｃｂｓｐ），并且其片內(nèi)鎖相環(huán)（ｐｌｌ）時(shí)鐘發(fā)生器，可以對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行不同的倍頻處理。這種芯片用來處理圖像壓縮這種運(yùn)算密集型的工作是非常合適的。功能框圖的其它部分不再做介紹。

圖3 圖像壓縮器的工作過程方框圖

２ 圖像壓縮算法圖像壓縮中的圖像有彩色和灰度之分?？紤]到彩色圖像和灰度圖像的壓縮類似，且大多數(shù)的掃描成象設(shè)備掃的是灰度圖像，所以僅以灰度圖像的壓縮為例介紹ｄｓｐ上的圖像壓縮。圖像壓縮算法原理圖如圖２所示。圖中，首先將原始灰度圖像分為８×８的圖塊，然后對(duì)每一圖像塊進(jìn)行ｆｄｃｔ變換，再將變換得到的ｄｃｔ系數(shù)使用量化表進(jìn)行量化。量化后可得到如下形式的數(shù)據(jù)：(x)是不為零的數(shù)據(jù)）x x x x 0 0 0 0x x x 0 0 0 0 0x x 0 0 0 0 0 0x 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0該數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存放的順序如下：z[0] z[1] z[2] z[3] z[4] x[5] z[6] z[7]z[8] z[9] z[10] z[11] z[12] z[13] z[14] z[15]z[16] z[17] z[18] z[19] z[10] z[21] z[22] z[23]z[24] z[25] z[26] z[27] z[28] z[29] z[30] z[31]z[32] z[33] z[34] z[35] z[36] z[37] z[38] z[39]z[40] z[41] z[42] z[43] z[44] z[45] z[46] z[47]z[48] z[49] z[50] z[51] z[52] z[53] z[54] z[55]z[56] z[57] z[58] z[59] z[60] z[61] z[62] z[63]在存儲(chǔ)器中，非零數(shù)據(jù)和零數(shù)據(jù)交替