调试经验－－图像

调试经验－－图像

    随着芯片技术的发展，嵌入式设备也拥有较强的图像处理能力了。而其中的佼佼者，davinci平台提供了很强的图像处理功能。
    在davinci平台的使用过程中，我们遇到几个图像相关的问题：
1，图像质量差；
2，上位机显示图像色度不正确；
3，颜色分量；
4，yuv数据传输时的裁切。

一、图像质量差

背景：
    在描述问题前，说明一下我们嵌入式设备的开发工作流程，应该有助于说明问题。
主板是硬件开发人员参考dm6446开发板的原理图设计的，软件是以dvsdk1.3为开发工具进行的，视频输入是标清的模拟视频，在视频输出端接显示器可以查看图像。arm接收到输入图像后，传送给dsp，dsp分析图像之后，将结果返回给arm，arm将部分结果，以osd的方式叠加在输出图像上。
    关于图像的buffer，简单说明一下：
dm6446的图像输入buffer，与图像输出buffer，是在两个不同的内存区域，我们叠加的osd信息，是在输出buffer中实现的。
    另外有PC上的配置软件，可以进行设备的配置，其中有一个抓图功能，是使用PC上的配置软件下发捕获图像命令，嵌入式程序执行捕获，即从输入的图像buffer中取出一幅yuv来，然后上传给PC。

问题现象：
    在dm6446平台上，接入标清的模拟视频输入，在视频输出端接显示器查看图像，发现图像质量不好，现象如下：
 有模糊的彩色短条移动，在短条所在行附件，运动物体通过时抖动很厉害（彩色短条的形状比较类似于我们叠加的字符信息OSD）；
 不但OSD会造成画面影像移动，其他醒目物体也有类似模糊影像移动。
 进行单张抓图，图像上也有彩条。
 图像底部是黑条，没有图像。
 
进一步的测试：
     采用对比法，正常的程序运行，是既有视频输入也有视频输出，并且还有较多其它功能。我们对系统功能进行简化，进行同样硬件环境下的对比运行测试。
 视频环路程序：同时有输入输出，将输入的图像直接送至输出，输出画面有OSD叠加。此时，捕获的图像中还是有OSD的影像，图像底部无图像。
 视频解码显示程序：这是dvsdk中自带的例程，进行视频解码，然后视频输出。此时，图像清晰、完整。

分析： 
    图像有影子移动，是模拟信号的干扰，当只进行视频输出时图像清晰，说明视频输出部分的线路没有问题，则视频输入部分线路有问题。
    单张抓图的图像上也有彩条，说明了视频输出对视频输入有影响：OSD只用于输出，而抓图抓的只是输入图像，可见输出干扰了输入。
    图像底部无图像，是嵌入式软件对图像的设置有问题。

原因： 
    问题分两部分，一个是图像上有影子移动，一个是图像底部无图像。

图像上有影子移动：
    板卡的视频输出线反向走过整块板卡，其中有一段与输入线很接近，干扰了输入信号。
对于这个问题，后来还知道，还有一条分离输入输出问题的测试方法：VPBE可以设置为彩条输出，可以区分输出图像显示问题的来源是图像还是驱动 。

图像底部无图像：
    是设置图像参数时出了问题，由于osd层是使用半字节表示一个像素，又需要osd层的宽度是32字节对齐的，带来一个问题：720/2=360不是32的倍数，所以，需要使用一个比360大的又最接近的32的倍数，本系统中使用的是384：
OSD属性层：384×576
在设置透明度时，原来设置的是720×576/2 的区域，改为768×576/2 ，恢复varInfo.yres＝576，图像及OSD都能全屏显示。

下表简单描述了视频输出的buffer：

设备名          数据内容       缓冲区大小     每像素占字节数
/dev/fb/0 --> OSD内容     1440×576        2 (RGB565)
/dev/fb/2 --> OSD透明度  384×576          0.5 (行宽384，有效使用360)
/dev/fb/3 --> 视频图像      1440×576        2 (UYVY)

二、上位机显示图像色度不正确     
现象：
    在嵌入式设备输出端连接的显示屏上，图像显示正常。在用PC上的配置软件抓图，显示的图像不正常。
分析：
    图像显示不正常的地方，往往是画面中最亮的地方，可能是某些值在转换中越界，
原因：
    分析代码，是在dm6446系统中，使用的是yuv，而在PC上显示，是使用的RGB，在进行格式转换时，某些值越界了。例如，在RGB色彩系统中，3个255就是白色，若其中一个越界，造成两个255与一个0，就成了黄色。

三、颜色分量

    高清图像输出，采用3个颜色分量Y、Cb、Cr，输出，使用色差分量线外接显示器。

分量                 Y、  Cb、 Cr
用颜色线表示  绿、 蓝、 红

与我们通常说得RGB有较大的差异，RGB的全0为黑色，全255为白色。

而YCbCr的几种典型颜色，我们有必要知道一下：

0，    0，   0         绿色
255，255，255   粉红色
255，0，255      黄色
255，255，0      亮篮色

四、yuv数据传输时的裁切

    bt656、bt1120都禁止使用0与255。当遇到0时，应当转换为1；当遇到255时，应该转换为254。
    dm6467的vport in与out口都没有进行数据裁减。真正实现数据裁剪的，是内核驱动。

    例如，在dvsdk1.4中，使用vport传输yuv数据，就没有裁切；而在dvsdk3.10中，就实现了0与255的裁切。

    当遇到数据裁切时，有时会导致新的问题，例如，我想覆盖yuv的第一行来传输某些信息，若被裁切了，数据就不是原来的意义了。
    此时，我们可以使用数据转换法，即让0与255不出现就是了。比较简单的方法，我使用两字节来表示一个字节：0－253，我用高字节置1，低字节使用1－254来表示；而254－255，我使用高字节置2，低字节为1－2即可。