一、实验目的

学习图像缩放的原理，掌握OV2640 摄像头和VPIF总线的工作原理，实现OV2640 摄像头采集图像并进行实时图像缩小显示在 LCD 上。

二、实验原理OV2640摄像头

OV2640 是世界上第一个 1/4 英寸 2 百万像素视频传感器，同时是 OmniVision 最新的

2.2 微米 OmniPixel2™架构的视频传感器，可支持 200 万像素，分辨率可高达 1600x1200，

帧率可达 30 帧/秒，最高帧率可达 60 帧/秒。

OV2640摄像头采集图像时，会先经过感光元件，采样的信号经过运放，再进行AD转换，AD量化之后得到数字化的视频信号会进行控制调整，最终通过视频输出接口输出。

除此之外还有其他的一些信号接口，比如时钟输入，像素时钟，行同步信号，帧同步信号，时序产生和逻辑控制单元等等。

OV2640时序

图像数据在HREF为高的时候输出，当HREF变高后，每一个PCLK时钟，输出一个字节数据。比如我们采用UXGA时序，RGB565格式输出，每2个字节组成一个像素的颜色（低字节在前，高字节在后），这样每行输出总共有16002个PCLK周期，输出16002个字节。

当HREF输出高电平时开始读取一行像素点，当低电平时不操作，重复操作即可读取一帧图像。OV2640支持：RGB565或JPEG输出。RGB565输出时，时序如图所示。JPEG输出时，PCLK大大减少，且HREF不连续，数据流以0XFF,0XD8开头，以0XFF,0XD9结束。

VPIF接口

Video Port Interface (VPIF), 是一种视频接口。VPIF的通道0和通道1只能用于接收数据，通道2和通道3只能用于发送数据

VPIF 传输协议

VPIF 接口主要支持三种协议的传输：BT-656、BT-1120和Raw Capture mode

VPIF 端口接收通道支持三种协议：

BT-656

BT-1120

Raw Capture mode

VPIF 端口发送通道支持两种协议：

BT-656

BT-1120

图像缩放

在计算机图像处理和计算机图形学中，图像缩放是指对数字图像的大小进行调整的过程。图像缩放是一种非平凡的过程，需要在处理效率以及结果的平滑度和清晰度上做一个权衡。当一个图像的大小增加之后，组成图像的像素的可见度将会变得更高，从而使得图像表现得“软”。相反地，缩小一个图像将会增强它的平滑度和清晰度。

图像缩放包含图像缩小和图像放大。常用的图像缩放算法有：最邻近插值、双线性内插值和双三次插值法。

双线性插值

在双线性内插值法中，对于一个目的像素，设置坐标通过反向变换得到的浮点坐标为(i+u,j+v)，其中i、j均为非负整数，u、v为[0,1]区间的浮点数，则这个像素得值 f(i+u,j+v) 可由原图像中坐标为 （i,j）、（i+1,j）、（i,j+1）、（i+1,j+1）所对应的周围四个像素的值决定，即：

f（i+u,j+v）= （1-u）（1-v）f（i,j）+ （1-u）vf（i,j+1）+ u（1-v）f（i+1,j）+ uvf（i+1,j+1）其中f（i,j）表示源图像(i,j)处的的像素值，以此类推。

优点：双线性内插值法计算量大，但缩放后图像质量高，不会出现像素值不连续的的情况。

缺点：双线性插值具有低通滤波器的性质，使高频分量受损，所以可能会使图像轮廓在一定程度上变得模糊。

OpenCV

OpenCV 是一个基于 C/C++语言的开源图像处理函数库。

l 代码都经过优化，可用于实时处理图像

l 具有良好的可移植性

l 可以进行图像/视频载入、保存和采集的常规操作

l 具有低级和高级的应用程序接口（API）

l 提供了面向 Intel IPP 高效多媒体函数库的接口，可针对使用的 Intel CPU 优化代码，提高程序性能

OpenCV模块

OpenCV模块功能包括图像数据操作、图像/视频的输入输出、基本图像处理（去噪、边缘检测、角点检测、采样与插值、色彩变换、形态学处理、直方图、图像金字塔结构）等 。

l cv – 核心函数库

l cvaux – 辅助函数库

l cxcore – 数据结构与线性代数库

l highgui – GUI 函数库

l ml – 机器学习函数库

参数说明

src：输入图像.

dst：输出图像.

interpolation：差值方法:

• CV_INTER_NN：最近邻插值

• CV_INTER_LINEAR ：双线性插值 (默认的方法)

• CV_INTER_AREA ： 使用像素关系重采样。当图像缩小时候，该方法可以避免波纹出现。当图像放大时，类似于 CV_INTER_NN 方法

• CV_INTER_CUBIC ：立方插值（双三次插值）

函数 cvResize 将图像 src 改变尺寸得到与 dst 同样大小。若设定ROI，函数将按常规支持 ROI。

程序流程

程序流程设计中首先要使能缓存，接着进行DSP中断初始化和LCD的初始化，然后初始化配置I2C和OV2640摄像头，初始化VPIF总线。最后摄像头采集接收数据，灰度转换后进行图像缩小处理，并将数据显示在LCD上。

三、操作现象

实验设备

本实验使用的硬件接口为LCD和VPIF 接口，所需硬件为实验板、仿真器、TL2640I 摄像头模块、LCD和电源。

硬件连接

（1）将 TL2640I 摄像头模块连接到实验板的 VPIF 接口。

（2）连接仿真器和电脑的USB接口，

（3）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电。

软件操作

导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程

编译工程

将CCS连接实验箱并加载程序

点击运行程序

在LCD屏幕上实时显示采集并做了缩小处理的图像

实验结束后，先点击黄色按钮暂停程序运行，再点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接，最后实验箱断电即可。