面向異步視頻的嵌入式圖像處理系統設計
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可編程邏輯器件(FPGA)將數字信號處理器(DSP)、4片幀存以及輸入和輸出視頻數據流連接起來。依據功能狀態，幀存定義為寫入幀、處理幀、讀出幀、緩存幀、廢棄幀，其中緩存幀和廢棄幀不同時存在。寫入幀指該幀存與視頻數據輸入流連接，正在存儲輸入的視頻數據；處理幀指該幀存與DSP連接，作為DSP的數據緩存，供軟件讀寫；讀出幀指該幀存與視頻數據輸出流連接，視頻數據正在被讀出顯示；緩存幀指處理幀的下一個狀態，等待被讀出顯示，處于孤立狀態，廢棄幀指視頻數據已經完成輸出，等待被新的數據寫入，處于孤立狀態。每一幀視頻數據與一片幀存關聯，依次經歷寫入、處理、緩存、讀出、廢棄的狀態(不一定是全部的狀態)。FPGA依據規則切換4片幀存，循環往復。
嵌入式圖像處理系統的功能分為圖像處理和視頻轉換2部分。圖像處理功能主要由DSP實現，當輸入的視頻數據成為處理幀時，DSP軟件要在一個輸入幀周期內讀入數據、執行處理算法、用新的數據覆蓋幀存(該幀存隨后會讀出顯示)。圖像處理結果可以從DSP的通訊接口上報，必要時，FPGA也可以完成部分圖像處理算法，減輕軟件負擔。視頻轉換功能指FPGA對4片幀存的切換來實現異步視頻的幀間不同步方法。
2．2 切換規則
在異步視頻的幀問不同步狀態下，輸出幀的完整性需要保證，幀存的切換不能只依據輸入幀的同步信號，還必須考慮輸出幀的同步信號，嵌入式圖像處理系統利用第4片幀存提供時間上的緩沖。幀存共有5種狀態，任一時刻4片幀存分別對應寫入、處理、讀出、緩存(廢棄)，幀存的寫入、處理、緩存狀態由輸入幀的同步信號觸發確定，幀存的讀出、廢棄狀態由輸出幀的同步信號觸發確定。
2．3 狀態轉換程序設計
設定4片幀存的初始狀態見表1。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/148136.htm
幀存的狀態由兩種同步信號觸發轉換，因此設定為輸入和輸出兩部分狀態的組合。
2．3．1 輸入幀頻小于輸出幀頻
在輸入幀頻小于輸出幀頻的情況下，每一個輸入幀都會被讀出顯示。在每個輸入幀周期中，至少會發生1次輸出幀同步觸發事件，第1次輸出幀同步信號觸發之后，原緩存狀態的幀存切換到讀出狀態，原讀出狀態幀存轉換為廢棄狀態，然后保持不變，直到新的輸入幀同步信號到來。從系統整體分析4片幀存的狀態轉換過程，得出表2的結果。
表2顯示系統狀態轉換的一個循環包含8種情況，由4種輸入和4種輸出組合而成，每種輸出狀態對應一個處于讀出狀態的幀存。
2．3．2 輸入幀頻大于輸出幀頻
在輸入幀頻大于輸出幀頻的情況下，一個輸入幀周期內，如果接收到輸出幀同步信號，緩存幀會轉換為讀出幀，否則會被重新寫入，沒有機會輸出顯示。幀存的狀態轉換與其原來的狀態相關，具有隨機特性，不宜從系統總體確定狀態循環，只能從單個幀存的角度分析狀態轉換規律。
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