离散余弦变换DCT的DSP程序设计与实现.docx

DSP课程设计论文

题目离散余弦变换(DCT)的DSP实现

专业电气工程及其自动化

姓名陈梦泽班级11东电气

学号11811527

执行学期2014-2015

离散余弦变换（DCT）的DSP实现

一、实验目的
1.掌握离散余弦变换的概念和实现方法；
2.掌握用C语言或汇编语言编写DSP程序的方法；
3.熟悉DCT原理；
二、实验设备
1.一台装有CCS软件的计算机；
2.DSP实验箱的TMS320C5410主控板；
3.DSP硬件仿真器；
三、实验原理论述
1、原理
离散余弦变换（DiscreteCosineTransform，简称DCT变换）是一种与傅立叶变换紧密相关的数学运算。在傅立叶级数展开式中，如果被展开的函数是实偶函数，那么其傅立叶级数中只包含余弦项，再将其离散化可导出余弦变换，因此称之为离散余弦变换。对于给定的实际数据序列x(0),X(1)，x(2)....X(N-1)的DCT(FDCT)算法如下：
(1)

其中:
(2)

二维离散余弦变换（FDCT）：

(3)

其逆运算是:
(4)
其中N=8为8x8DCT.
2、DCT的DSP程序设计
无论是C语言还是汇编语言，程序流程均分为初始化、行变换、列变换和移位输出四个步骤。行、列变换具有相似性，如果对行变换的结果矩阵转置，则列变换程序跟行变换一样。对于汇编而言，初始化部分主要初始化FP指针以指向前一函数地址，初始化数据和指针寄存器以保存返回数据等。由于DCT行变和列变换过程相似，且列变换是在行变换操作的基础上进行的。则可利用多种索引寻址寄存器的灵活组合，把行变换结果直接以转置方式存储而不增加实际的存储时间，这样行列变换可使用同一代码循环两次实现，减小了实际代码大小。本程序实现的是FDCT，可以使用2次一维DCT变换来实现二维DCT变换。
3、DCT的DSP实现
二维DCT变换时结果为两次无理数sqrt（8）相乘，产生了有理项，因此，在程序里首先多乘一次sqrt（8），然后在两次DCT变换结束以后，使用右移3位以达到正常输出。

四、方案论证及系统设计
本次实习有两种方案，C语言和汇编语言实现，由于考虑到DSP程序的特点，我采用汇编语言实现。
1.打开CCS软件，编制程序简化行列变换的代码如下：
2.B0=R0;
B3=R1;
B2=R2;…
LSETUP（DCT_START,DCT_END）LC0=P0;
DCT_START:…
LSETUP（ROW_START,ROW_END）LC1=P2;
ROW_START:…
ROW_END:…
B1=B0;
B0=B2;
DCT_END:B2=B1;
五、一维DCT变换流程图

六、程序模块源程序
DSP程序：
.mmregs
.defentry
.sect"INIT"
*
*Initialise
*
entryNOP
NOP
SSBXSXM;setsignextensionmode
SSBXOVM;enablesaturation
LD#0,DP;setdatapage
STM0FFE0h,PMST;InitPMSTreg.
RSBXFRCT
.include"fdct_dat.inc";FDCTdatastoragedeclaration
MODE.SET1;MODE=1TESTONSIMULATOR
PAGE0.SET0
PAGE4.SET4
PAGE24.SET24d
PAGE25.SET25d
B0.SET0200h
B1.SET0300h
B2.SET060h
PA1BIS.SET1
PA2BIS.SET2
PA3BIS.SET3
PA4BIS.SET4
PA5BIS.SET5
PA6BIS.SET6
*Initializationoftheregisters
.sect "FDCT"
INITLD#PAGE24,DP
ST#21407,E_P6
ST#8867,F_P6
ST#2000H,ROUND1
TBL:LD#PAGE25,DP
ST#21407,E_P7
ST#8867,F_P7
ST#4000H,ROUND2
ST#40H,ROUND3
START
*IFMODE=SIMULATOR
.IFMODE=1
STM#63,AR0;AR0=#ofinputstobetaken-1
STM#X,AR1 ;AR1=addressoffirstinput
BEGPORTR#PA1BIS,*AR1+;Readandstoretoaddr(AR1)
BANZBEG,*AR0-;Repeatabovecode64times
;tillall64pixelsareread
.ENDI