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基于机顶盒芯片的小图优化设计与实现

作 者: 李小刚
导 师: 吴宁
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 电气工程
关键词: 机顶盒 图形处理 二维图形加速 色键 Alpha处理
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 16次
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内容摘要


数字机顶盒按本身构造可以分为硬件平台和软件系统两部分,前者主要负责音、视频的解码实现,后者主要解决像操作界面、节目中图像的重现、数据广播业务以及英特网的接入等,软硬件如何完美的配合,决定了用户体验的优劣。特别是音视频、图片等媒体,要求实时性较高,机顶盒芯片对媒体的处理直接影响了用户体验。比如图形处理,图形加速处理不再是“快”,而是追求“更快”,单纯地一味追求图形加速器性能的提升,对硬件的要求也会相应提升,性价比并不是最优。本文就机顶盒芯片中图形处理加速进行了分析研究,在硬件加速基础上,小图处理使用软件处理,能达到较好效果。SGO(small graphicsoptimization,小图优化)是在TDE(two dimension engine,二维图形加速引擎)基础上针对小图形处理的优化,主要包括填充、搬移、缩放等三个接口。本文首先分析了机顶盒生产厂商的需求,决定采用海思高清芯片Hi3716C作为其开发平台,论文分析了该款芯片码流处理过程,特别对图形模块进行了介绍,并搭建了开发和测试所需要的环境;其次,就小图处理的各种算法进行研究,根据处理的对象只有矩形的实际情况,就多边形裁剪算法进行简化处理,对线扫描填充算法在小图处理时进行了优化;然后,运用C代码实现了填充、搬移、缩放基本功能,并在基本功能基础上,实现了色键处理、透明度处理等附加操作功能,其中在透明度处理的附加操作中,除了经典的porter/duff算法的实现外,还额外添加了用户自定义参数功能,为用户提供了更大二次开发空间;最后,给出了用户二次开发参考流程,并对上述三个接口进行了功能、性能的测试。测试结果表明,该接口能实现上述功能外,性能与TDE相比改进较大。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-13
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-12
    1.2.1 图形加速引擎发展  9-10
    1.2.2 图形处理算法的发展  10-12
  1.3 论文研究内容  12-13
第2章 Hi3716C 图形模块概述  13-21
  2.1 图形处理概述  13-16
    2.1.1 数字机顶盒芯片音视频码流流程简介  13-15
    2.1.2 芯片图形模块简介  15-16
  2.2 TDE 分析  16-18
  2.3 环境搭建  18-20
    2.3.1 Hi3716 芯片平台简介  18-19
    2.3.2 组网  19
    2.3.3 环境配置  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 小图优化处理需求分析及其算法研究  21-33
  3.1 场景分析  21-22
  3.2 图形处理算法研究  22-30
    3.2.1 多边形裁剪算法  22-23
    3.2.2 图形填充算法  23-26
    3.2.3 图形搬移算法  26
    3.2.4 双线性内插值算法  26-27
    3.2.5 porter/duff 算法  27-29
    3.2.6 ARGB1555 与 ARGB8888 颜色空间转换  29-30
    3.2.7 色键算法  30
  3.3 小图优化处理  30-32
    3.3.1 裁剪算法优化  30
    3.3.2 填充算法优化  30-31
    3.3.3 缩放算法优化  31
    3.3.4 透明度算法增强  31-32
    3.3.5 色键算法应用  32
  3.4 本章小结  32-33
第4章 小图优化设计与实现  33-44
  4.1 重要的数据结构  33-34
  4.2 四字节对齐处理  34
  4.3 裁剪处理  34-36
  4.4 Alpha 处理  36-37
  4.5 colorkey 操作  37-38
  4.6 ARGB1555 与 ARGB8888 之间转换  38-39
  4.7 填充处理  39-40
    4.7.1 填充前准备  39-40
    4.7.2 填充  40
  4.8 搬移、缩放处理  40-42
    4.8.1 搬移、缩放前处理  40-41
    4.8.2 搬移处理  41-42
    4.8.3 缩放处理  42
  4.9 Makefile 编写  42-43
  4.10 本章小结  43-44
第5章 测试实验及结果分析  44-51
  5.1 测试所需额外接口  44
  5.2 功能测试  44-49
    5.2.1 填充处理  44-45
    5.2.2 搬移处理  45-47
    5.2.3 缩放处理  47-49
  5.3 性能测试  49-50
  5.4 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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