圖像采集與存儲關鍵問題與解決方法：

　　本設計中解碼CCD攝像頭的模擬視頻信號是采用專用的模擬視頻信號解碼器SAA71113， SAA71l13視頻解碼器是雙通道模擬預處理電路、自動鉗位和增益控制電路、時鐘產生電路、數字多標準解碼器、亮度/對比度/飽和度控制電路、彩色空間矩陣的組合，是一款功能完善的視頻處理器。SAA711l3只需要單一的3．3V電源供電，與C6713的I/O電壓一致。

　　SAA7113A接收CVBS(復合視頻)或S-video模擬視頻輸入，可以自動將PAL、SECAM、NTSC模式的彩色視頻信號解碼為CCIR-60l/656兼容的彩色數字分量值，器件功能通過I2C接口控制。圖像采集過程可以全部在后臺完成，基本上不需要CPU的干預，可以節約大量的CPU時間。但是這樣設計有一個難點：由模擬視頻信號解碼得出的數字視頻信號數據量非常大，而且由于是實時視頻信號，所以數據輸出速率也非常高；但是相反，DSP外部存儲器接口的讀出速率卻比較慢。為了解決這個問題，本設計采取是高速FIFO，對數據進行暫存以緩解速度上的差異，即采用FIFO來暫存10行圖像數據，視頻解碼器直接向FIF0中寫入圖像數據。當FIFO中寫入了10行圖像數據后，由CPLD向DSP發出中斷INT4請求；同時，DSP接到中斷請求后，啟動DMA方式將10行圖像數據從FIFO中讀入到其外部RAM中存放。這樣在采集的同時，DSP就可以讀取已采集的10行數據，而不必等待一幀圖像數據采集完成。這樣提高DSP的處理效率。CPLD主要控制解碼器向FIFO中寫入數據以及DSP從FIFO中讀出數據。

　　系統可以采集到一幀圖像的尺寸為320點/行*240行，從SA71113輸出的是4:2:2的YcrCb數據格式，一個像素用2個字節表示，一個字節表示Y，另一個字節為Cb和Cr，那么總的數據量為320×240×2=150KB。對于亮度信號，每個像素Y占一個字節，一行共320個字節，用320個存儲單元存儲一行的Y數據，對于色度信號Cb，一行共320點，每兩個像素共用一個色度信號Cb，占一個字節，共160個字節，用160個字節單元存放一行的數據，對于色度信號Cr，存儲格式與Cb一樣。這樣一幀圖像數據需要的緩沖區大小為：320×240+160×240×2=150KB。對此選用了8M×32bit的SDRAM，而且選取用了具有3Mbit緩沖的FIFO。

　　三、JPEG壓縮編碼算法原理與實現

　　JPEG壓縮編碼主要由預處理、DCT變換、量化、Huffman編碼等流程構成。

　　JPEG壓縮編碼時，需先將原始YcbCr空間的二維圖像分成8×8的數據塊，然后將各數據塊按從左到右，從上到下的順序分別進行DCT變換、量化、“之”字型（Zig-Zag）掃描和Huffman編碼（量化和Huffman編碼分別需要量化表和Huffman表的支持）。

　　DCT優化的實現

　　DCT變換的快慢決定了整個JPEG算法的速度。因此，采用了行列法來減少計算量。將8×8數據塊的DCT轉換為16次一維8點DCT變換，只要提高一維DCT的速度就可以提高二維DCT的速度。因此將DCT算法分成兩級運算，即第一級蝶形運算，第二級乘法累加運算，減少了運算級數，這樣利用DSP的專用指令乘累加運算大大優化了DCT算法。

　　四、結束語

　　本文以上述算法和流程為基礎，設計以DSP的開發環境，實現JPEG的編碼算法，并進行了優化。與基于ASIC的方法相比，具有通用性強、靈活高效的特點。圖3為在dsp的CCS調試環境下，采用C和匯編混合編程，對采集的320*240*8位的灰度視頻圖像進行JPEG標準壓縮后復原的圖像。

　　從上面的結果可以看出，整個壓縮系統基本上可以實現對視頻圖像壓縮編碼。對本算法進行適當修改，可以應用到數碼相機，手機等多種嵌入式系統中。同時，該壓縮系統可以通過PCI總線控制，將壓縮后的碼流通過JPEG文件的形式傳輸給PC機。另外，該壓縮系統可以成為一個通用的視頻圖像采集壓縮平臺，在該平臺上可以實現JPEG2000，H.263，MPEG-2等多種多媒體壓縮標準。

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