基于DSP的视频图像压缩系统的设计方案

1 引言
图像的数字化表示使得图像信号可以高质量传输，并便于图像的检索、分析、处理和存储。但是数字图像的表示需要大量的数据，必须进行数据压缩。即使采用多种方法对图像数据进行了压缩，其数据量仍然巨大，对传输介质、传输方法和存储介质的要求较高。因此，作为数字图像处理的关键技术之一，对图像压缩编码技术的研究显得尤为有意义。

在嵌入式微处理器中，DSP以其算法密集性著称，特别适合复杂算法处理的应用。而在数字视频图像处理系统中需要用到对图像的实时分析、压缩、解压等大量的处理运算，利用DSP作为其嵌入式平台，可以发挥其性能优势，实时满足图像处理需要。

2 静止图像的国际压缩编码标准JPEG

JPEG(Joint Photographic Experts Group)是国际标准化组织(ISO)在1991年提出，作为面向连续色调(包括灰色和彩色)静止图像的编码标准。JPEG算法定义了4种运行模式：

①基于DCT顺序型模式。按照从左到右、从上到下对图像进行扫描和编码，称为基本系统。
②基于DCT递增模式。指对一幅图像按照从粗到细进行编码，适合于传输时间长、用户喜欢图像从粗糙到清晰的应用场合。
③无失真编码模式。可保证重建图像与原始图像完全相同。
④分层编码。以各种分辨率对图像进行编码，按照不同的应用要求，可以获得不同分辨率或不同质量的图像。本系统采用基本系统模式。图1和图2分别是JPEG的编码和解码方框图。

3 硬件系统设计

本系统设计的便携式图像压缩板能直接挂在摄像头的视频输出端，在现场对全电视信号进行采集、变换和编码，再以USB方式将处理后的图像数据传给微型计算机。系统原理框图如图3所示，以TI公司的TMS320VC5402数字信号处理器为核心，包括视频采集电路、扩展存储器、扩展输出端口、SAA7110控制电路、电平转换电路以及USB电路等。

系统中TMS320VC5402为中央处理器：SRAM为DSP片外扩展数据存储器；EPROM为脱机工作时的程序存储器，用于存储系统的引导程序和其他应用程序；帧存储器用于存储采集到的原始图像以及算法处理的中间结果；摄像头及图像A／D部分负责拍摄环境图像并转换为数字信号存入帧存储器；地址译码、图像采集系统控制电路产生本系统各部分的地址译码信号，使之映射到不同的地址区域，并控制图像A／D转换器进行图像采集。