第6章4 CCS集成开发环境的使用-实验3

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volume.cmd文件。

打开volume.cmd，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\work\CCSbmpdata.txt','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CCSbmpdata.txt中写入Y的十六进制数据

end

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CCSbmpdata.txt，数据如下。

0x8A,0x85,0x81,0x83,0x83,0x83,0x81,0x81,0x82,0x83,0x81,0 x80,0x83,0x83,0x81, …….

218

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CCSbmpdata.txt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 色彩空间为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。

色彩空间(Color Space)定义显示数据的方式，即YUV和RGB两种方式。

当色彩空间为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)。

当色彩空间为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 色彩空间为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色彩调色板，每个像素有8位值，指向调色板)、“16 (6 Bits for Green)”(每个像素是2个字节的数值，其中红色5位，绿色6位，蓝色5位)、“24”(每个像素由3个字节数值，各有8位分别表示红色、绿色和蓝色)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色彩值的转换，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”。

色彩空间为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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图6-39 图像lena在CCS中显示

CCS图像显示调试界面如图6-40所示。

图6-40 CCS图像显示调试界面

5.其它图像数据转换程序

在DSP调试过程中，处理图像数据需要将一副图像转换成DSP工程用的C语言数据格式，除了前面提供的Matlab程序bmp2data1.m将图像数据提取并转换为DSP C语言可用的十六进制数据格式外，还有其他的方法。如打开工程，在CCS下，利用“File”的下拉菜单的“Data”，按“Load…”，然后在打开的标准对话框中选中转换后的数据文件*.dat，即可将图像数据导入CCS中。当然也可以利用文件I/O方式将数据文件导入到DSP中。

在此提供一个Matlab图像转换程序bmp2dat.m和一个C语言图像转换程序

BMP2DAT.CPP。

以下bmp2dat.m是Matlab图像数据转换为CCS可识别的数据文件。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%bmp2dat.m

%利用MATLAB将bmp图像转换为CCS的dat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

figure(1);

imshow(X,map); %在Matlab中显示图像

[M,N,color]=size(X);

R=X(:,:,1);%将R、G、B分量分别提取

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G=X(:,:,2);

B=X(:,:,3);

Light=0.299*R+0.587*G+0.114*B;%将RGB转换为YUV

figure(2);

imshow(Light,map);

fid=fopen('C:\Program

Files\MATLAB\R2007a\work\CCSbmpdata2.dat','w');%打开一个数据文件，存放CCS数据文件

fprintf(fid,'1651 1 80000000 0 %x\n',M*N/4);%输出CCS的数据格式dat文件的文件头

for m=1:M

for n=1:(N/4)

fprintf(fid,'0x%s%s%s%s\n',dec2hex(Light(m,n*4),2),dec2hex(Light (m,n*4-1),2),dec2hex(Light(m,n*4-2),2),dec2hex(Light(m,n*4-3),2) ); %将4个像素数据(无符号8位数据)压缩成一个数据(32位数据)。

end

end

fclose(fid); %关闭fid标识的文件%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 在Matlab下运行程序bmp2dat.m，生成CCSbmpdata2.dat，利用记事本将CCSbmpdata2.dat 打开，数据如下。

1651 1 80000000 0 4.657225e+004

0xFFFFFFFF

0xFFFFFFFF

0xFFFFFFFF

0xFFFFFFFF

……

此外TI提供的bmp和COFF文件格式文件相互转换文档(文献号：SPRA435)中还提供了C语言转换程序BMP2DAT.CPP (以大小为160x120的图像转换为例)，将彩色图像的R、G和B分量分别提取，保存为COFF格式文件。

以下是BMP2DAT.CPP程序。

/************************************************

* BMP2DAT.CPP *

*************************************************/

#include

#include

typedef struct byte5 /* DSP OUTPUT DATA FILE FORMAT */

{

char byte0; /* example : 0023 */

223

char byte1; /* byte0='0', byte1='0' */

char byte2; /* byte2='2', byte3='3' */

char byte3; /* enter occupy one byte */

char enter;

} byte5;

main()

{

FILE *ifp, *ofp;

char bmpfile[20];

int i=0;

char byte2, byte3;

byte5 b[19200], g[19200], r[19200]; /* Image Size = 160*120 */ char bmphead[54]; /* bit map file header */

char itemp[57600]; /* Image Size*3 = 160*120*3 bytes */

//--------------------------------------------

// GET DATA FROM BMP FILE

//--------------------------------------------

printf("\nEnter BMP filename(*.bmp): ");

scanf("%s", &bmpfile);

if ((ifp=fopen(bmpfile,"r"))==NULL)

{ printf("Cannot open this bmp file \n");

exit(1);

};

fread(bmphead, 1, 54, ifp);

fread(itemp, 1, 57600, ifp);

fclose(ifp);

//----------------------------------------------------

// DATA TRANSFORMATION : From string to hex

// example: '0023' -> 23h

//----------------------------------------------------

for (i=0;i<19200;i++) /* The order of ouput data is B G R */ {

//--B-----------------------------------------------

b[i].byte0 = '0';

b[i].byte1 = '0';

byte2 = (itemp[3*i] >> 4) & 0x0f;

byte3 = itemp[3*i] & 0x0f;

if ((byte2 >= 0) && (byte2 <= 9))

b[i].byte2 = byte2 + 0x30;

224

if (byte2 >= 10)

b[i].byte2 = byte2 - 9 + 0x60;

if ((byte3 >= 0) && (byte3 <= 9))

b[i].byte3 = byte3 + 0x30;

if (byte3 >= 10)

b[i].byte3 = byte3 - 9 + 0x60;

b[i].enter = 0x0a;

//--G----------------------------------------------- g[i].byte0 = '0';

g[i].byte1 = '0';

byte2 = (itemp[3*i+1] >> 4) & 0x0f;

byte3 = itemp[3*i+1] & 0x0f;

if ((byte2 >= 0) && (byte2 <= 9))

g[i].byte2 = byte2 + 0x30;

if (byte2 >= 10)

g[i].byte2 = byte2 - 9 + 0x60;

if ((byte3 >= 0) && (byte3 <= 9))

g[i].byte3 = byte3 + 0x30;

if (byte3 >= 10)

g[i].byte3 = byte3 - 9 + 0x60;

g[i].enter = 0x0a;

//--R----------------------------------------------- r[i].byte0 = '0';

r[i].byte1 = '0';

byte2 = (itemp[3*i+2] >> 4) & 0x0f;

byte3 = itemp[3*i+2] & 0x0f;

if ((byte2 >= 0) && (byte2 <= 9))

r[i].byte2 = byte2 + 0x30;

if (byte2 >= 10)

r[i].byte2 = byte2 - 9 + 0x60;

if ((byte3 >= 0) && (byte3 <= 9))

r[i].byte3 = byte3 + 0x30;

if (byte3 >= 10)

r[i].byte3 = byte3 - 9 + 0x60;

r[i].enter = 0x0a;

//--------------------------------------------

// RESTORE TRANSFERED DATA TO AN BMP FILE

//--------------------------------------------

if ((ofp=fopen("B.dat","w"))==NULL)

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{ printf("Cannot open file test.in\n");

exit(1);

};

fwrite(b, 5, 19200, ofp);

fclose(ofp);

if ((ofp=fopen("G.dat","w"))==NULL)

{ printf("Cannot open file test.in\n");

exit(1);

};

fwrite(g, 5, 19200, ofp);

fclose(ofp);

if ((ofp=fopen("R.dat","w"))==NULL)

{ printf("Cannot open file test.in\n");

exit(1);

};

fwrite(r, 5, 19200, ofp);

fclose(ofp);

}

在VC++下运行该程序，生成bmp2dat.exe。在DOS下进入包含bmp2dat.exe文件的目录下，如C:\..\bmp2dat，键入bmp文件名，则生成分别提取R、G、B的R.DAT文件、G.DAT 文件和B.DAT文件。

思考题与习题

1．开发DSP系统需要哪些软件和硬件设备？

2．如果用户需要调试自己的TI DSP系统，软件采用CCS3.3，仿真器采用XDS510以及芯片为TMS320DM642，如何安装和配置？

3．TI eXpressDSP软件及其开发工具都有哪些？各部分的功能是什么？

4．CCS主要功能有哪些？

5．CCS代码调试工具有哪些？

6．断点的用途有哪些？具体如何操作？

7．如何将外部数据文件传递到DSP存储器中？简述其操作过程。如何在CCS中显示其数据的波形？

8．CCS如何对代码运行时间进行分析？分析这些时间的用途是什么？

9．利用CCS开发DSP应用程序的基本过程是什么？

10. 如何将一副bmp图像转换为TI DSP可用数据？有哪些方法？

11. 如何在CCS下显示一副图像？简述其操作过程。

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