[发明专利]DSP视频捕获驱动YCbCr数据格式转换处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)的图像处理领域，特别是涉及改进TMS320DM642(以下简称DM642)的视频捕获驱动YCbCr数据格式4:2:2转化为4:2:0的方法。

背景技术

数字图像处理技术的飞速发展，使得所有图像处理的问题都可以用数字信号处理的形式来解决，这为实时图像处理的应用提供了广阔的空间。首先，数字信号处理中存在大量成熟的快速算法，这些算法已经大量地应用于图像处理中。其次，几个技术发展趋势进一步促进此领域的发展。随着超大规模集成电路的高速发展，包括低价位DSP、微处理器支持的并行处理技术，用于图像数字化的低成本电荷耦合器件，使用低成本存储阵列的新存储技术，以及低成本、高分辨率的彩色显示系统的发展，为实现高速信号处理和实时系统提供了可能。几年来，瞬态物理国家重点实验室在研制电视导引头的过程中使用了多种图像采集处理系统，例如：TMS320C6711、TMS320C6416和TMS320DM642等。综合考虑各款国内外的图像处理平台的处理速度、图像接口、性价比等因素，TMS320DM642显示出优势。这款TI公司的DSP芯片具有内核速度快(600MHz)、独立的视频端口、强大的存储器扩展能力、不断下降的价格等特点。

DM642上实现D1(分辨率为720×576)，CIF格式(分辨率为352×288)的H.26X或者MPEG-4等格式的编码和解码过程是：程序将摄入的视频图像首先进行编码，产生码流，再由解码程序处理此码流，生成目标视频，最后送显示设备显示。正如几何上用坐标空间来描述坐标集合，色彩空间用数学方式来描述颜色集合；常见的3个基本色彩模型是RGB、CMKY和YUV。DM642输入设备提供的一帧图像就是YUV图像。

这里的YUV实际上指的是YCbCr彩色系统。YCbCr在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU-R.BT1601建议的一部分，其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。其中Y与YUV中的Y含义一致，Cb和Cr同样都指色彩，只是在表示方法上不同而已。在DVD、摄像机、数字电视等消费类视频产品中，常用的色彩编码方案就是YCbCr，其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。主要的子采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2和YCbCr 4:4:4。YCbCr 4:2:0表示每4个像素有4个亮度分量，2个色度分量(YYYYCbCr)，色度分量仅采样奇数扫描线，是便携式视频设备(MPEG-4)以及电视会议(H.26X)最常用格式；YCbCr 4:2:2表示每4个像素有4个亮度分量，4个色度分量(YYYYCbCrCbCr)，是DVD、数字电视(HDTV)以及其它消费类视频设备的最常用格式；YCbCr 4:4:4表示全像素点阵(YYYYCbCrCbCrCbCrCbCr)，用于高质量视频应用、演播室以及专业视频产品。

现有技术可参考专利号为200310120399.9的专利。当前，对于大多数的视频编码方式如MPEG或者ITU-T H.26x等，都主要以使用YCbCr 4:2:0格式的输入信号为前提，因此在应用中需要进行视频输入的预处理，即对YCbCr 4:2:2隔行扫描(例如从摄像机)到YCbCr 4:2:0非隔行扫描转换，仅抽取但不过滤CbCr分量。DM642等处理器都是通过软件来进行此项处理，DM642仅有256kbit/s的片内Cache(高速缓存)，对于直接处理图像数据还是很有限的。比如MPEG-4或者H.264等视频数据压缩算法一般至少要存储当前待编码帧数据和上一帧的重建帧数据，一帧YCbCr 4:2:0格式CIF图像的数据约有150KB，所以256KB内存对于CIF图像就不够了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种DSP视频捕获驱动YCbCr数据格式转换处理方法，本方法改进DM642的视频捕获驱动YCbCr 4:2:2数据格式转化为YCbCr 4:2:0的处理过程。本方法能有效地降低CPU的利用率，提高处理速度和两种格式之间的转化速率。

本发明所采用的技术方案包含以下步骤：

(1)首先经过数字信号处理器的视频捕获驱动YCbCr 4:2:2格式数据；

(2)首先分配存储帧的缓存器；

(3)分别提取奇数场的Y1、Cb1和Cr1数据，并将提取的Y1、Cb1和Cr1数据存储至缓存器中；