基于DM6437的数字摄像机
DM6437片上的视频输入/输出接口统称为视频处理子系统VPSS,DM6437的视频处理子系统由2部分组成:1是视频处理前端(VPFE),用于输入数字视频数据,为多种标准的数字视频输入提供接口,并为输入的数字视频数据作必要的预处理;2是视频处理后端(VPBE),用于输出视频数据,以驱动显示器显示视频图像。VPSS功能结构图如图4所示。
1)视频处理前端VPFE DM6437视频处理前端(VPFE)为视频处理系统提供2大功能,1是为多种标准数字视频输入提供无缝接口,2是为各种视频处理应用提供必要的预处理。
CCDC为数字视频输入接口,它可直接与CMOS摄像头连接,支持Bayer BGB图像格式输入或者是模拟视频信号通过编解码芯片转换为8//10位BT.6大功率电感贴片电感器56或者8/16行位带行、场同步信号的YUV4:2插件电感:2数字视频流。
预览器(Priview)用于Bayer RGB模式的是视频输入,由硬件来实现Bayer RGB图像格式的视频数据转换为YUV4:2:2的图像格模压电感式。
缩放器(Resizer)接受来自于预览器、CCDC控制器或者存储器的视频数据,实现图像大小的缩放,缩放范围为1/4~4倍。
H3A为自动对焦(Auto Focus)、自动白平衡(Auto White Blanee)和自动曝光(Auto Exposure)。H3A只能用于Raw Bayer模式数据,选择对应的矩阵就可以通过硬件来完成自动对焦、自动白平衡和自动曝光。
统计器(Histogram)用来对视频图像中的各种颜色信息进行直方图统计。
2)视频处理后端VPBE DM6437视频处理后端(VPBE)用于实现视频图像的输出插件电感显示,包括OSD模块和VENC模块。
OSD(On-Screen Display)模块主要用来把来自于不同源的视频数据、图形以及字符复合为同一个数字视频流,然后将复合后的视频流以YebCr格式输出到VENC中。
VENC(Video Encode)主要有3个模块:视频编码模块将产生模拟视频数据输出、数字LCD控制器产生数字RGB/YChCr数据输出以及需要的时序信号、时序产生器模块将产生视频编码模块和数据LCD控制器模块需要的输入和输出时钟信号。
4 摄像机运行过程
4.1 视频处理前端(VPFE)处理
对于DM6437芯片上集成的VPFE组件,我们主要用到了CCD控制器和预览器模块。CCD控制器作为接口接收外部视频信号,预览器则实现RGB到YChCr的转换。其内部设置的主要图像处理模块如图5所示。
对于CCD控制器(CCDC)中,采样和数据移位模块用来设置锁存器、数据时钟极性和CCD像素数据宽度的选择。光黑钳位模块用来去掉图像数据帧中的噪声。黑像素补偿用来调整各个颜色通道的信号电平。数据格式化和视频端像素选择用来设置行/场同步信号的长度,以及来此传感器的图像数据帧的格式,反映的是传感器的读出帧结构。
对于预览器(Preview)中,预览器接口用来选择视频源的接口方向以及设置输入帧的尺寸。中值滤波和噪声滤波则用来滤除图像数据中的噪声。CFA插值用来完成Bayer模式RGB图像格式数据到RGB数据格式的转换。Gamma校正用来调整视频图像机器显示的非线性特性。RGB到YCbCr用来完成图像从RGB色彩空间到YCbCr色彩空间的转换。4:2:2下采样模块使图像数据转变为YCbCr4:2:2格式。缓冲器接口用来图像数据的流向,如果为SDRAM则需要设置SDRAM的开始地址以及行偏移地址。
4.2 系统运行过程
整个系统的运行过程主要为系统的初始化以及对视频端口的配置。其主要线圈电感运行过程如图6所示。
在运行整个视频采集系统之前,需要针对DSP芯片的管脚进行定义,因为DSP的管脚绝大部分都是复用管脚,需要根据需求来决定芯片管脚的作用和输出的信号,芯片管脚定义通过设置芯片内部PINMUX1、PINMUX2寄存器来决定,所以首先需要运行芯片初始化函数。
系统初始化:主要用于初始化DM6437的系统时钟、DDR2时钟、L2缓存的存储器空间分配、外部存储器空间映射以及复用管脚分配等功能。
前端处理:用来配置CCDC为10-bit Raw Bayer模式接口,接收来自数字摄像头的裸数据,同时定义了视频图像的分辨率为:720x576。使能了光黑钳位模块和黑电平补偿模块,最后设置CCDC的视频输出分辨率以及数据路径流向预览器。在预览器接口模块。设置接口接受来自CC-DC的10-bit Raw Bayer模式图像数据,在缓冲器接口模块中选择图像数据流行为外部存储器DDR2,指定图像存储地址和偏移地址。
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