安防應(yīng)用中圖像處理難點(diǎn)分析及處理器選擇

　　而且，針對(duì)圖像處理應(yīng)用，Blackfin系列DSP還在不斷強(qiáng)化硬件功能模塊的支持，比如，ADSP-BF54x系列Blackfin處理器的最新版本中增加了一個(gè)用于處理疊加圖像(Pixel Compositor)的硬件加速器和一個(gè)擴(kuò)展視頻接口(EPPI)，它使得色彩空間變換、縮放和圖像疊加等任務(wù)可以在無(wú)需處理器參與計(jì)算的情況下完成，從而減輕了內(nèi)核的處理壓力，為進(jìn)行更高性能、更高速度的圖像處理提供了更多空間。

　　軟件特性

　　在指令集方面，Blackfin系列DSP針對(duì)圖像處理提供了豐富的向量指令和視頻指令。其中向量指令可以實(shí)現(xiàn)對(duì)16位數(shù)的操作(大多指令可以并行完成兩個(gè)16位數(shù)的操作)。由于圖像處理運(yùn)算中大多是針對(duì)16位數(shù)的操作，因此，通過(guò)合理使用這些向量指令來(lái)優(yōu)化圖像運(yùn)算非常重要。不僅Blackfin指令集中的大多數(shù)算術(shù)指令和移位指令都有對(duì)應(yīng)的向量指令，而且，向量指令中還有根據(jù)符號(hào)相加、32位數(shù)轉(zhuǎn)16位數(shù)等特殊指令。在對(duì)圖像預(yù)處理的匯編優(yōu)化中合理的應(yīng)用這些向量指令，可以提高算法的并行度，并大大加快運(yùn)算速度。

　　視頻像素指令主要包括BYTEOP16P (完成兩個(gè)8位數(shù)加法操作)、BYTEOP3P (完成16位和8位數(shù)的加法操作)、BYTEOPIP(完成兩個(gè)8位數(shù)求平均操作)、BYTEOPZP(完成四個(gè)8位數(shù)求平均操作)、BYTEOP16M(完成兩個(gè)8位數(shù)減法操作)、SAA (完成求SAD操作)、BYTEAPCK (完成16位數(shù)轉(zhuǎn)8位數(shù)操作)，以及BYTEUNAPCK(完成8位數(shù)轉(zhuǎn)16位數(shù)操作)等。一條視頻像素操作指令可以在一個(gè)周期內(nèi)完成4對(duì)視頻數(shù)據(jù)分量的加、減、加減混合、取平均值，或者相減并求絕對(duì)值等11種視頻像素運(yùn)算。由于視頻像素值一般都是按照8位存放的，所以使用視頻像素指令可以大大提高包括求SAD、像素插值、8位數(shù)和16位數(shù)直接轉(zhuǎn)換等在內(nèi)的各種視頻圖像運(yùn)算的速度。

　　安全特性

　　在安全性方面，ADI公司的Blackfin Lockbox Secure Technology通過(guò)提供一次可編程(OTP)存儲(chǔ)器與安全處理模式(Blackfin安全模式)，將軟件與硬件保護(hù)相結(jié)合，為開發(fā)人員提供實(shí)現(xiàn)以上安全措施的手段，其中，在OTP存儲(chǔ)器的公共、非安全、用戶可編程區(qū)域開發(fā)人員可以用來(lái)存儲(chǔ)公共密鑰，這樣可以通過(guò)可控制與可配置的方式來(lái)鑒別系統(tǒng)。而在OTP存儲(chǔ)器的私有、安全、用戶可編程區(qū)域，開發(fā)人員則可以設(shè)置私人密鑰等私有器件資產(chǎn)(deviceassets)，并保持這些器件資產(chǎn)的機(jī)密性與完整性。此外，在Blackfin處理器上使用安全模式后，處理器只能在安全處理環(huán)境內(nèi)執(zhí)行授權(quán)的信任編碼。包括保護(hù)秘密(如原始設(shè)備制造商知識(shí)產(chǎn)權(quán))、為保護(hù)電子商務(wù)與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)而驗(yàn)證器件和用戶身份、以及數(shù)字版權(quán)(DRM)內(nèi)容保護(hù)。從而為圖像預(yù)處理方案的各個(gè)環(huán)節(jié)提供了量身定做的安全保護(hù)功能。

　　軟件模塊庫(kù)支持

　　除了以上Blackfin DSP在硬件架構(gòu)和指令集方面對(duì)圖像處理的支持外，ADI公司還提供多種針對(duì)圖像處理的軟件模塊，包括H.264 Baseline Profile Decoder模塊、能夠按比例縮放具有不同輸入及輸出尺寸圖像的增強(qiáng)視頻后處理(eVPP)模塊、JPEG編碼器模塊MPEG-2 Decoder Simple & Main Profile Decoder庫(kù)、MPEG-4 Simple Profile & Advanced Simple Profile Decoder庫(kù)，以及MPEG-4 Simple Profile & Advanced Simple Profile Video Encoder模塊等，它們都專門針對(duì)Blackfin處理器而優(yōu)化，并經(jīng)過(guò)業(yè)界嚴(yán)格驗(yàn)證。這些軟件模塊能夠大幅降低系統(tǒng)工程師的開發(fā)難度，并顯著提高系統(tǒng)效率。