6.4.3 图像数据转换与CCS图像显示实验
本节以利用CCS实现图像显示为例，进一步学习CCS的图形显示(Graph)调试技术，同时提供图像数据的转换方法。为了方便起见，本实验将6.4.2中的volume目录下的文件稍加修改。目标板仍为TMS320C64xx Simulator。
1．修改volume目录下的工程文件
假定CCS安装在C:\CCStudio_v3.3目录下。
(1)将C:\CCStudio_v3.3\tutorial\sim64xx\volume1文件夹拷贝到文件夹
C:\CCStudio_v3.3\MyProjects下。
(2)运行CCS，并打开工程volume.pjt。
(3)将C:\CCStudio_v3.3\C6000\cgtools\lib中C64x DSP的C语言运行支持库文件rts6400.lib 添加到工程中。
(4)右击工程观察窗中volume.pjt图标，在弹出的菜单中点击“Scan All File Dependencies”命令，CCS将volume.h自动添加到volume工程中。
(5)修改volume.c文件。
打开volume.c文件，在“extern void load(unsigned int loadValue);”上一行添加如下一段代码，定义图像存储空间。
#pragma DATA_ALIGN(image, 8) // 图像每个像素数据以8字节对齐
#pragma DATA_SECTION(image,".imgbuffer") //为数组image分配一个段，段名为imgbuffer
unsigned char image[SIZE] = { }; // SIZE大小是图像的像素个数
(6) 修改d文件。
打开d，将其内容作如下修改：
/* cmd 文件*/
MEMORY
{
L2: o =00010000h l =000F0000h
CE0: o =80000000h l =01000000h /*存放图像数据image起始地址和长度*/
}
SECTIONS
{
.cinit > CE0
.text > L2
.stack > L2
.bss > L2
.const> L2
.data > L2
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.
far > L2
.switch> L2
.sysmem > L2
.tables > L2
.cio > L2
.imgbuffer > CE0/*存放图像数据image，将image数据存放到DSP外部RAM中，即CE0, 存放起始地址为80000000h*/
}
2．图像数据转换
图像的数据格式和DSP工程中的数据格式是不同的，因此若要在CCS中使用这些图像数据，则必须进行转换。可以利用高级语言，如Matlab或C语言将一副图像的数据提取出来，转换成DSP可用的数据。
以下bmp2data1.m是Matlab图像数据提取和转换程序。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%bmp2data1.m
%利用MATLAB将灰度或索引图像转换为十六进制数据文件
Clear;clc;
[filename,filepath]=uigetfile('C:\Program
Files\MATLAB\R2007a\work\*.bmp','Open Bmp file');%为打开bmp图像而打开一个标准对话框
[X,map]= imread([filepath,filename]);%将bmp文件数据读到X中
imshow(X,map);%在Matlab中显示图像
X1=X';%X转秩，考虑到reshape函数转换数据的顺序，在调用reshape之前进行数据调整。
Y=reshape(X1,1,[]);%数组维数转换
fid=fopen('C:\Program
Files\MATLAB\R2007a\','w');%打开一个数据文件，存放待写数据。
L=length(Y);
for m=1:L
fprintf(fid,'0x%s,',dec2hex(Y(m))); %向中写入Y的十六进制数据
end
c语言开发环境有哪些fclose(fid); %关闭fid标识的文件%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%在Matlab下运行程序bmp2data1.m，将256x256图像文件lena.bmp进行转换，生成十六进制图像数据文件，数据如下。
0x8A,0x85,0x81,0x83,0x83,0x83,0x81,0x81,0x82,0x83,0x81,0 x80,0x83,0x83,0x81, …….
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数据存放的是图像的各个像素，数据的个数等于图像的像素个数。以256x256图像文件lena.bmp为例，SIZE=256x256=65536。
将CCSbmpdata.dat所有数据拷贝出来，给volume.c中的“unsigned char image[SIZE] = { };”赋值(注意将数据中的最后一个“，”去掉)，并将SIZE替换为65536。3．CCS图像观察窗
CCS图形观察窗包括显示数据的多种选择，用户可以使用图像图标(image graph)在CCS下查看图像处理的效果。在“View”菜单中选择“Graph”下的“image”命令，打开图形属性对话框，查看图像属性对话框。如图6-36所示。
图6-36 彩空间为YUV时的图形属性对话框
如果定义正确，采集缓冲区和显示缓冲区中将含有完整的图像。当图像更新时，采集缓冲区从目标板中提取数据，显示缓冲区被采集缓冲区中的数据所覆盖。
彩空间(Color Space)定义显示数据的方式，即YUV和RGB两种方式。
当彩空间为YUV时，图形属性对话框窗为图6-36所示。“YUV Ratio”选项定义Y、U和V样点(sample)之间的关系，一般有3种选择，即4:1:1(每4个水平Y样点，1个U样点和1个V样点)、4:2:2(每2个水平Y样点，1个U样点和1个V样点)和4:2:0(每2x2水平Y样点，1个U 样点和1个V样点)。每个Y、U和V样点都使用8位表示，此下有3个域，即Y源起始地址(Start Address-Y Source)、U源起始地址(Start Address-U Source)和V源起始地址(Start Address-V Source)。另外还有YUV值转换域(Transformation of YUV Values)，将YUV转换为RGB。转换有两个步骤，即先将YUV为Y’U’V’，然后再从Y’U’V’转换为RGB。YUV值转换域有两个选择，“Unity(none)”(即使用单位矩阵将YUV转换Y’U’V’)和“ITU-R BT 601 (CCIR601)”(即使用CCIR601矩阵，按照ITU-R BT.601 (早期为CCIR 601)亮度将YUV转换为RGB)。
当彩空间为RGB时，图形对话框中隔行扫描数据源“Interleaved Data Sources”选项选择为Yes或No，表明图像是否隔行扫描。如果选择No，则图形属性对话框如图6-37(a)所示。当选择Yes时，下方将出现“Start Address”、“Bits Per Pixel”、“Image RGB Order”选项。“Start Address”(起始地址)代表一个具有
三个隔行扫描源的缓冲器输入，这个缓冲区的隔行为1，如R0G0B0R1G1B1 ...序列代表RGB分量的流为像素0，接着是像素1。如图6-37(b)所示。
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(a)图像不隔行扫描(b)图像隔行扫描
图6-37 彩空间为RGB时图形属性对话框
“Bits Per Pixel”(每个像素的位数)可选位数有“8 (256 Color Palette)”(256彩调板，每个像素有8位值，指向调板)、“16 (6 Bits for Green)”(每个像素是2个字节的数值，其中红5位，绿6位，蓝5
位)、“24”(每个像素由3个字节数值，各有8位分别表示红、绿和蓝)和“32”。如果此域选择16、24或32的话，还会出现“Image RGB Order”选项，定义红黄蓝的顺序。如果选择“8 (256 Color Palette)”，还会出现“Palette Option”选项，此选项定义了从8位像素值(palette index)到RGB彩值的转换，可选项为“Uniform Palette of 256 Colors”、“Gray Scale of 256 Colors”和“User Defined (256 Colors)”。如果选择“User Defined (256 Colors)”，还会出项4个选项，即“Palette Address”、“Palette Entry 4-Byte Aligned”、“Palette Entry RGB Order”和“Read Palette Once Only”。
彩空间为RGB时，图形对话框中的隔行扫描数据源“Interleaved Data Sources”选择为“No”时，每个像素的R、G和B各个分量是为8位宽度，各个分量的值范围是0~255。选择“No”，则还有三个图形属性选项，即“Start Address - R Source”、“Start Address - G Source”和“Start Address - B Source”。
此外，图形属性对话框中还有一些选项，如“Lines Per Display”定义了像素高度。“Pixels Per Line”定义了像素宽度。“Byte Packing to Fill 32 Bits”定义了目标板或simulator数据的图像压缩格式。如果选择“No”，表示字节类型的数据流不压缩，目标板或simulator中的每个数据值是字节类型的。如果选择“Yes”，表示字节类型的数据流压缩，每四个字节一组形成数据包。数据包是32位无符号整型数，数据值的低字节是数据包的第一个字节。如果选择“Yes”，还会有“Image Row 4-Byte Aligned”选项，若此选项选择“Yes”，目标板或simulator的每个图像行是4字节对齐，选择“No”表示不对齐。数据值可能包含一行的尾和下一行的头这样的数据样本。
“Image Origin”选项定义了图形窗中的图像原点，有四个选项，即“Bottom Left”、“Top Left”、“Top Right”和“Bottom Right”。
4．观察图像
本节实验经修改完成后，单击CCS的“Project”菜单中的“Rebuild All”，或按工具栏中按钮，编译程序并连接。如果编译连接无误，CCS将生成DSP可执行文件volume.out。
按“File”下的“load program…”，将volume.out文件下载到DSP中。选择“Debug”菜单下“Run”，或汇编工具栏中的图标即可启动目标DSP上的程序运行。程序运行后，利用CCS调试工具可以在CCS下观察图像。
在“View”菜单中选择“Graph”下的“image”命令，打开图形属性对话框，如图6-38所示。将对话框中图形名称“Graph Title”栏键入“lena”，“Color Space”栏选择“RGB”，“Interleaved Data Data Sources”栏选择“No”，“Start Address-R Source”栏、“Start Address-G Source”栏和“Start Address-B Source”栏均键入存放图像存储区的首地址“image”，“Lines Per Display”栏和“Pixels Per Line”栏均键入256(图像大小为256x256)。
图6-38 图像lena显示属性对话框
图形属性对话框填写完成，按“OK”按钮确定后，出现image的图像显示。如图6-39所示。
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