导言
跟着多媒体和网络技能的开展，数字图画大信息量的特色对图画紧缩技能的要求越来越高，因而，专用高速数字信息处理技能成为开展的方向。TI推出的C5000系列DSP将数字信号处理器使信号处理体系的研讨要点又回到软件算法上。在紧缩算法研讨方面，DCT、小波等多个算法因为其高可靠性和高效性也越来越遭到喜爱。
体系硬件规划
TMS320C5409作为主处理器的可行性剖析
TMS320C5409时钟频率为100MHz,性价比极高。选用环绕1组程序总线、3组数据总线和4组地址总线树立的改善型哈佛结构，取址和读数可一起进行。有独立的硬件乘法器，有利于完结优化卷积、数字滤波、FFT、矩阵运算等算法中的许多重复乘法运算。具有循环寻址、位倒序等特别指令，这些指令使FFT、卷积等运算中的寻址、排序及核算速度大大进步。有一组或多组独立的DMA总线，与CPU的程序、数据总线并行作业。
在本体系中，TMS320C5409作为主处理器，使命是完结JPEG紧缩编码。
经过剖析不难得到，当处理一帧巨细为640×480的图画时，作JPEG紧缩编码所需求的时刻为：T=62×10(ns)×640×480=0.19866s,当所处理的图画分辨率更小时，则紧缩每帧所花的时刻更少，这关于运用在对实时性要求不是很高的场合是彻底可行的。
图1是依据TMS320C5409的图画处理体系结构图。C5409为中央处理器，SRAM为DSP片外扩展数据存储器，EEPROM为脱机作业时的程序存储器，用于存储体系的引导程序和其它运用程序，A/D转化部分担任把转化为数字信号的图画存入帧存储器中。地址译码、图画收集体系操控电路发生本体系各部分的地址译码信号，使之映射到不同的地址区域，并操控ADC进行图画收集，这部分由CPLD操控;图画收集芯片的寄存器操控由51单片机完结。
存储空间的扩展计划
经过A/D转化的原始图画数据是非常大的，TMS320C5409的内部仅有32KB的RAM和16KB的ROM,不能满足需求，因而，有必要扩展存储器来寄存原始图画数据和运用程序。本文考虑外接64KB的RAM和512KB的Flash,RAM运用Cypress公司的CY7C1021V33,Flash选用SST公司的SST39VF512.因为C5409的数据空间仅为64KB,因而选用内存页扩展技能。C5409的扩展输出口1Q和2Q作为扩展内存的页挑选信号。用C5409的A15引脚和XF引脚经过3/8译码器来操控扩展存储器片选信号的发生，当A15=0时，挑选片内RAM;当A15=1,XF=0时挑选片外SRAM;当A15=1,XF=1时挑选片外Flash;存储器的扩展如图2所示。将外部扩展RAM的64KB中的48KB用于寄存原始图画数据，16KB用于寄存紧缩后的图画和程序以及暂存的数据。
DSP芯片电源电路规划
电源规划中需求考虑的首要问题是功率和散热。功率要求：电流的消耗首要取决于器材的激活度，即CPU的激活度，外设功耗首要取决于正在作业的外设及其速度，与CPU比较，外设功耗是比较小的。以TMS320C5409为例，进行FFT运算时，需求的电源电流最大。因而在规划电源时，有必要考虑在电源电流和实践需用电流之间留有必定裕量，因为峰值电流会更大，裕量至少是20%.
C5409选用了双电源供电机制，作业电压为3.3V和1.8V.其间，1.8V首要为DSP的内部逻辑供给电压，包含CPU和其它一切外设逻辑。外部接口引脚选用3.3V电压。本体系的电源选用了TI公司的两路输出电源芯片TPS73HD318,它是一种双输出稳压器。输出电压一路为3.3V、一路为1.8V,每路电源的最大输出电流为750mA.
JPEG图画紧缩算法
JPEG算法的优化
虽然JPEG根本体系能够对图画进行低紧缩比紧缩，可是DCT和IDCT在软件完结的过程中，是最消耗时刻的运算，并且，因为没有考虑图画自身的频谱特性，JPEG量化表关于一切图画紧缩并不必定最优。选用快速DCT算法可进步软件的速度，增强软件的实时性。一起，依据图画自身的频谱特性，自适应改善JPEG引荐的量化表。
快速DET算法
假如将一幅图画分红许多8×8的小块后直接进行2D-DCT改换，运算量将会非常巨大。因而，需求将8×8二维DCT改换转化成两次8点的一维DCT复合运算。具体做法是对每一个8×8块先做列方向上的DCT改换，得到一个中心矩阵，再对该矩阵各行进行DCT改换。能够看到，8×8矩阵的2维DCT能够转化成16次一维8点DCT.
现在，许多针对一维DCT运算的DCT快速算法现已提出。其间，Loeffler算法所需求的核算量最小。Loeffler算法将8点一维DCT运算分为4级，因为各级之间的输入/输出存在依存联系，4级操作有必要串行进行，而各级内部的运算可并行处理。
流程图中有三种运算因子：蝶形因子、旋转因子和倍乘因子，别离如图3中的a,b,c所示。蝶形因子的运算联系为：
D0=I0+I1
O1=I0-I1
需求2次加法完结，倍乘因子的输入/输出联系比较简单：,只需1次乘法，旋转因子的运算联系为：
需4次乘法、2次加法完结。假如对其输入/输出联系式做以下改换：
只需求3次乘法、3次加法。其间，
