在i.MX RT处理器上使用PXP实现缩放和旋转组合操作

本文主要探讨如何使用PXP实现缩放和旋转组合操作，PXP是NXP推出的一个2D图形加速器，主要完成对图像的数据格式转换、固定角度旋转（90°，180°，270°），任意比例缩放、混色，移位以及翻转等功能。运行平台为i.MX RT1170/1160/1060/1050/1040。

其功能结构框如下图所示：

其工作域有3个：PS, AS以及OUTPUT。

PS域和AS域是输入域，如果不需要混色，就只需要PS域输入就可以了。PS域的输入图像可以进行缩放、颜色转换以及旋转等操作。

本文主要讨论一种特殊的情况，经过PS域，先进行缩放再进行旋转，然后输出。比如摄像头输入一个640（w）* 480（h）的图片，经过放大和旋转后，输出到一个720（w）*1280（h）的屏幕上。这个转换过程如下图所示：

为了实现这个操作，我们需要配置一个PS域的区域范围，对于这种场景，PS域的范围应该配置为（0，0，1280-1，1280-1），这四个坐标分别表示区域的左上角x，左上角y，右下角x，右下角y。上面的图形在PS域中的位置如下图所示：

这样，通过把PS域的大小配置为1280*1280的正方形，才能保证图像在放大和旋转完的过程中，所有的输入和输出都在PS域的范围内。超过PS域的范围，PXP不保证里面的数据正确，这一点在配置PXP的时候非常重要。另外PXP的框图结构里面有两个旋转（Rotation）单元。对于要依次做缩放和旋转的情况，需要使用PXP的第二个旋转单元。

下面我们从代码层面看一看相关的配置：

1.定义屏幕尺寸和原始图像尺寸

#define APP_PANEL_WIDTH  720
#define APP_PANEL_HEIGHT 1280
#define APP_IMG_SIZE_W 640
#define APP_IMG_SIZE_H 480

2. PS域的配置下面的代码是PS输入图像的buffer的相关配置。

这里重点讲一下pitchBytes的概念。pitchBytes是用来指定一行图像的字节数，它等于一行数据的像素数*每个像素的字节数。PXP是靠这个参数来作为输入数据的换行边界。

const pxp_ps_buffer_config_tpsBufferConfig = {
.pixelFormat = APP_PXP_PS_FORMAT,
.swapByte    = false,
.bufferAddr  = (uint32_t)s_psBufferPxp,  // PS input image buffer
.bufferAddrU = 0U,
.bufferAddrV = 0U,
.pitchBytes  = APP_IMG_SIZE_W * APP_BPP,
};

配置PS区域，需要配置为配置为（0，0，1280-1，1280-1）。

PXP_SetProcessSurfacePosition(
APP_PXP,
0,
0,
APP_PANEL_HEIGHT-1,  // 1280-1
APP_PANEL_HEIGHT-1);// 1280-1

3.配置输出buffer

这里需要注意，当使用第二级的旋转单元时，我们配置的输出区域的长和宽是旋转之前的长度和宽度，这一点非常容易出错。而pitchBytes一般都会配成旋转后的图像宽度（像素数）* 每个像素的字节数。

outputBufferConfig.pixelFormat    = APP_PXP_OUT_FORMAT;
outputBufferConfig.interlacedMode = kPXP_OutputProgressive;
outputBufferConfig.buffer0Addr    = (uint32_t)s_BufferLcd[0];
outputBufferConfig.buffer1Addr    = 0U;
outputBufferConfig.pitchBytes     = APP_PANEL_WIDTH * APP_BPP;
outputBufferConfig.width          = APP_PANEL_HEIGHT; //1280;
outputBufferConfig.height         = APP_PANEL_WIDTH;  //720;

4.配置缩放比例和旋转角度

这里缩放比例是通过缩放前的长宽和缩放后的长宽来指定的，API内部会自动计算缩放系数。

PXP_SetProcessSurfaceScaler(APP_PXP,
APP_IMG_SIZE_W,
APP_IMG_SIZE_H,
APP_PANEL_HEIGHT,
APP_PANEL_WIDTH);

PXP_SetRotateConfig(APP_PXP,
kPXP_RotateOutputBuffer,  // Use the 2nd rotation unit.
kPXP_Rotate90,
kPXP_FlipDisable);

运行结果如下，左边是原始图像，右边是放大以及旋转90°得到的图像：