基于TMS320DM270平台的数码摄像机的设计与实现 - [2]
?视频采集和输入
在DM270中有一个CCD可编程控制接口,可以方便的把标准的CCD(CMOS)数据接入到系统内部,而且为CCD图像传感器提供了必要的时序逻辑,对逐行和隔行扫描CCD或CMOS图像传感器给予很好的支持,能支持高达4096*4096像素。在笔者开发的系统中采用OV7620的CMOS摄像头,输出YUV数据直接进入系统。芯片内部还有硬件的3A模块来自动调节镜头的聚焦。另外,DM270中有预览引擎(preview engine),可对CCD数据的图像进行增强,自动白平衡和各种尺寸的缩放。这样大大减少了CPU对数据的初级处理压力。
?视频压缩
DM270支持VGA分辨率下的MPEG4 30fps实时编解码,而且支持多种视频压缩标准,如JPEG,motion-JPEG,H.263等。可以为数码摄像机提供多种拍摄模式。
如前所述,DM270内部还具有图像协处理器iMX,可以高速进行DCT、运动估计 (补偿)、插值运算。VLCD模块完成码流编码。在笔者开发的平台里可以做到VGA的MPEG4每秒24帧、H.263每秒30帧的实时压缩编码及解码后通过LCD显示。
此外,除了视频图像外,还可以实现数码拍照的功能,进行JPEG图片的拍摄。在笔者开发的平台中可以实现2048*1536的JPEG图片。
?视频输出显示
数码摄像机必须具备回现功能,而DM270带有OSD控制器,其后端有VENC(video encode)和D/A转换模块,产生NTSC或PAL格式的视频信号输出给外部显示设备。DM270将压缩的MPGE4数据或JPEG图片,解码后的YUV数据通过OSD实现回现功能。其数据流如图3所示。
OSD模块具有4个图像层(两个YUV的video层和两个位图层),可以方便的实现图层的层叠混合。可以利用OSD的位图层0显示各种操作菜单,作为图形界面让用户调节系统参数。
音频模块
从图1可以看出,音频数据直接输入到DM270中的DSP进行处理。
?音频采集与输入
DM270内部的DSP是5409,有两个多通道缓冲串行口(McBSP)模块,用于音频的采集接口。在笔者开发的平台中,音频采样和转换采用的是AIC23芯片。TLV320AIC23是TI推出的一款高性能的立体声音频CODEC,内置二级输出放大器,支持MIC和LINE IN两种输入方式(2选1),并且可以对输入输出进行可编程的增益调节。AIC2模数及数模转换都高度集成在芯片内部,而且采用先进的Sigma-delta过采样技术,可在8~96kHz频率范围内提供16bit,20bit,24bit和32bit的采样。输入输出信噪比可以分别达到90dB和100dB。为数码摄像机的声音录放音质,提供了保证。而且AIC23与DSP内部的McBSP可以进行无缝连接。其接口如图2。

图2视频输入模块结构图
?音频压缩,解码
在DM270中DSP的运算能力强大,可以实现多种语音压缩编码、解码。下面的表格是几种语音编码方式的比较。
由表格可以看出,在保证高音质的情况下,G.711和G.726的算法复杂度相对简单,这样可以减少DSP的数据处理压力,使DSP有更多的资源进行视频数据的处理。而且G.711数据可以被QuickTime格式的影音文件支持,这样可以增加数码摄像机文件支持格式。G.726为可变码率编码,数码摄像机用户可以根据存储空间来选择。
在笔者开发的平台上,分别实现了G.711与G.726算法及QuickTime文件的录放功能。
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