基于嵌入式系統(tǒng)的視頻圖像捕獲研究與實(shí)現(xiàn)

3.2圖像格式的轉(zhuǎn)換。

通過(guò)上文所述取得圖像數(shù)據(jù)后，實(shí)際就是一塊地址。這時(shí)就可以進(jìn)行各種圖像處理或圖像識(shí)別。問(wèn)題的關(guān)鍵是圖像數(shù)據(jù)是如何放置的。一般情況下，在計(jì)算機(jī)中一個(gè)像素點(diǎn)是由R、G、B三種顏色表示的。當(dāng)然還存在其它的模式如PAL等。但大多數(shù)為RGB模式。即使是RGB模式也存在很多種情況，如每一個(gè)像素由8個(gè)bit組成，這時(shí)R、G、B三種顏色的位數(shù)分別3、3、2。如果每一個(gè)像素由12個(gè)bit組成，則R、G、B三種顏色的位數(shù)分別4、4、4。如果每一個(gè)像素由16個(gè)bit組成，則R、G、B三種顏色的位數(shù)存在兩種情況分別5、5、5，最高位舍棄，另一種情況為5、6、5。最容易處理、同時(shí)也是最常見(jiàn)的是24個(gè)bit組成的，這時(shí)R、G、B三種顏色的位數(shù)分別8、8、8。

在各種圖像處理的程序中往往需要在兩種格式之間轉(zhuǎn)換。由于在筆者所采用的設(shè)備中，采集到的圖像為24位，而顯示設(shè)備為12位，這就需要在兩種格式之間轉(zhuǎn)換。至于怎樣將圖像數(shù)據(jù)顯示到屏幕上在后文中闡述，下面將主要闡述如何在24位和12位之間轉(zhuǎn)換。整個(gè)過(guò)程如圖3所示。

圖3

首先需要明確計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)據(jù)是8位為基本單位的。所以，一個(gè)像素12位的圖象格式可以通過(guò)兩個(gè)像素24位為基本單位進(jìn)行描述。其次，應(yīng)該明確的是在從8位數(shù)據(jù)到4位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換中取得8位數(shù)據(jù)中的高4位，frame[index*3]0xF0)；然后再取得下一個(gè)8位的高4位；左移4位和前面的數(shù)據(jù)取并，frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

*(fbp) = (frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4);

*(fbp +1) = (frame[index*3+2]0xF0)|(frame[(index+1)*3]0xF0>>4);

*(fbp+2) = (frame[(index+1)*3+1]0xF0)|(frame[(index+1)*3+2]0xF0>>4);

在這段代碼中*(fbp)、*(fbp +1)、*(fbp+2)這三個(gè)8位實(shí)際上兩個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù)。這就實(shí)現(xiàn)了24位的圖像數(shù)據(jù)到12位的圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

4 應(yīng)用framebuffer進(jìn)行圖像的顯示

為了將程序中圖像數(shù)據(jù)顯示在設(shè)備的液晶屏幕上,需要讀出現(xiàn)實(shí)設(shè)備的地址并將其映射到系統(tǒng)內(nèi)存空間上，然后再將圖像數(shù)據(jù)寫(xiě)到映射后的地址空間上。

首先需要計(jì)算出屏幕內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù)，計(jì)算公式為：　

屏幕內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù)＝像素的個(gè)數(shù)╳每個(gè)像素占用的字節(jié)

其中像素的個(gè)數(shù)是行和列的乘積，而行和列的數(shù)值以及每個(gè)像素占用的字節(jié)數(shù)值可以通過(guò)函數(shù)ioctl（）取得或設(shè)置。下述代碼為打開(kāi)framebuffer，讀取屏幕的可設(shè)置信息，并計(jì)算屏幕內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù)的過(guò)程。

struct fb_var_screeninfo vinfo;

int FraBuf= open(/dev/0, O_RDWR);

ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, vinfo);

long int screensize = vinfo.xres * vinfo.yres* vinfo.bits_per_pixel;

取得屏幕的大小后，將打開(kāi)的設(shè)備FraBuf得到的內(nèi)存空間映射到系統(tǒng)中，如下所示，

char *fbp fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fbfd, 0);

然后將前文得到的數(shù)據(jù)賦值即可。上面的函數(shù)的具體意義，讀者可以參看相關(guān)技術(shù)文檔，限于篇幅本文沒(méi)有闡述。這個(gè)過(guò)程和前文所述的捕獲過(guò)程是相反的過(guò)程。

5 簡(jiǎn)單字符的屏幕顯示技術(shù)

在數(shù)字圖像處理過(guò)程中，為了將處理后結(jié)果或數(shù)字顯示出來(lái)，可以在屏幕上開(kāi)個(gè)區(qū)域進(jìn)行顯示。如若字體較多需要字庫(kù)，如果僅僅是簡(jiǎn)單的數(shù)字可以采用像素描繪的方法。本文作者就是采用后者輸出了數(shù)字。如數(shù)字“１”的描繪程序如下：

x=160;

for ( y = 210; y 230; y++ ) {

location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;

　　　　*(fbp + location) = 10;

　　　　*(fbp + location + 1) =10;

　　　　*(fbp + location + 2) =10;

}

其中x、y為屏幕的位置，而fbp就是前文打開(kāi)的設(shè)備。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文采用的設(shè)備是基于SAMSUNG公司的ARM9芯片S3C2410,由于篇幅的限制本文沒(méi)有具體闡述整個(gè)系統(tǒng)，集中闡述了視頻圖像數(shù)據(jù)的捕獲和顯示，在這一過(guò)程中存在許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，限于篇幅沒(méi)有闡述。

參考文獻(xiàn):