嵌入式说明书

需求说明书
名称： 类型转换模块
目：RGB格式转化YUV（422）格式
输入：bmp格式文件
输出：YUV（422）格式
性：快速
生产成：NA
功耗：NA
物理尺寸：NA
 
名称： 数压缩模块
目：哈夫曼编码数压缩模块
输入：字节单位输入符号
输出：压缩输出符号
功：哈夫曼编码
性：快速
生产成：NA
功耗：NA
物理尺寸：NA
 
名称： 数解压模块
目：哈夫曼编码数解压模块
输入：压缩输出符号
输出：字节单位输出符号
功：哈夫曼编码
性：快速
生产成：NA
功耗：NA
物理尺寸：NA
 
名称： 类型转换模块
目：YUV格式转化RGB格式
输入：YUV（422）格式
输出：bmp格式文件
性：快速
生产成：NA
功耗：NA
物理尺寸：NA
 
 
 
 
规格说明书
1．RGB转化YUV（422）
想成功实现RGB转化YUV（422）必须格式定理解RGB素三字节表示YUV（422）中素两字节表示RGB存储时先存储Ｒ存储ＧＢYUV（422)先存储Y存储UV
转化思路：
通理解实现相应转化转化思路：首先开辟片存储单元存储相应素 unsigned char *RGBBf new unsigned char[1024*768*3]存储ｂｍｐ中读取素类似*YBf       *UBf*VBf存储YUV定义两文件类型指针指应文件in fopen(1bmp rb)in指bmp文件类似out保存文件in指文件容读RGBBf中 fread(RGBBf 1 1024*768*3 in)做面准备工作实现转化首先RGBBf中读取RGB利公式完成转化公式：
Y (unsigned char)( ( 66 * R + 129 * G +   25 * B + 128) >> 8) + 16
U (unsigned char)( ( 38 * R    74 * G + 112 * B + 128) >> 8) + 128
V (unsigned char)( ( 112 * R    94 * G    18 * B + 128) >> 8) + 128
注意：读取RGBYＹ直接存储相应存储区中相应ＵＶ读取两ＲＧＢＵＶ通面公式ＵＶ简单存储ＵＶ分应存储区中需面公式ＵＶ存相应数组中通变化UV存相应缓区中 V ((VL[j1]+2*VL[j]+VL[j+1]+2)>>2)          
             U ((UL[j1]+2*UL[j]+UL[j+1]+2)>>2)
遍历完整RGBBufferＹＵＶ便缓区中利根先序先存储Ｙ存储ｕ存储ｖ存储
out指针指文件中注意ＹＵＶ逆存储正确存储图ｂｍｐ类型数格式逆序ＢＧＲＢＧＲ完成工作完成相应转化　
 
算法优化时间分析：
1代码开始时宏定义方式定义MN分1024768刚开始代码中M2512代码示：
for (i0i    {
fwrite(&UBf[(N1i)*M2]M21out)
    }
for (i0i    {
fwrite(&VBf[(N1i)*M2]M21out)
    }
次循环计算M2法效率低M2全部换成512程序执行时间确实提高
2RGB转化YUV公式中右移形式代法正面述法效率相较低相应代码示：
Y (unsigned char)( ( 66 * R + 129 * G +   25 * B + 128) >> 8) + 16             
U (unsigned char)( ( 38 * R    74 * G + 112 * B + 128) >> 8) + 128         V (unsigned char)( ( 112 * R    94 * G    18 * B + 128) >> 8) + 128
二．编码
1输入输出规格
输入： 字符集组成文件字符集ASCII（排null）
输出： 编码文件
编码文件格式：
文件头
编码
中文件头格式：
现文件名
文件
源文件名
源文件
2流程图
             统计字符出现次数
字符集            字符统计表            构建哈夫曼树
 
  
 
                                                编码                           创建编码
                          压缩文件                              表
                                                 
 
3数结构
相关数结构定义：
哈夫曼树结构：
typedef struct node
{
    long    w哈夫曼树结点值
    short   plr 树加点父节点左子树右子树
}htnode*htnp
结点编码结构：
typedef struct huffman_code
{
    unsigned char len编码长度
    unsigned char  *codestr 编码值
}hufcode
 
4函数说明
long frequency_data(FILE *inlong frequency[]) 统计指针in指文件字符出现次数哈夫曼树结点权值权值放frequenc数组中外权值相加赋值filesize统计源文件
int search_set(htnp htint nint *s1 int *s2) 统计出哈夫曼树中权值两值分赋值指针s1s2返回值1
int create_hftree(long w[]int nhtnode ht[])创建哈夫曼树先哈夫曼树结点赋初值根哈夫曼树构建规定权值中选取两颗根加点权值树作左右子树构造颗新二叉树置新结点权值左右子树根节点权值成功返回0值
int encode_hftree(htnp htpint nhufcode hc[])
哈夫曼树编码根节点叶子结点路径分支字符组成字符串作该叶子结点字符编码中左分支表示字符0右分支表示字符1成功返回0值
int write_compress_file(FILE *inFILE *outhtnp hthufcode hc[]char* source_filenamelong
source_filesize)根已哈夫曼编码规完成源文件目标文件压缩成功返回0值
int compress(char *source_filenamechar *obj_filename) 调函数完成终压缩
压缩思路：首先哈夫曼树结点赋初值定义两文件类型指针：FILE *in*out分指压缩前文件压缩文件利定义文件读取压缩文件1yuv读取时候统计字符出现数放数组frequency中根哈夫曼树建立规定权值中选取两颗根加点权值树作左右子树构造颗新二叉树置新结点权值左右子树根节点权值放入新二叉树类推完成哈夫曼树建立利哈夫曼编码规结点进行编码相应字符应编码规开始压缩文件读压缩文件字符时查找应编码规该规换终完成该文件压缩中字符应哈弗曼编码txt文件保存
 
5算法优化分析
1减少循环次数：哈夫曼权值数少256值根没出现先哈夫曼树权值排序统计出字符统计哈夫曼树中权值0样次循环建立哈夫曼树循环256次者循环511次
2设哈夫曼树中权值数n哈夫曼树结点数会2*n1面代码例：
for(ini<2*n1i++)
    {
        ht[i]wht[i]pht[i]lht[i]r1
}
法效率较低避免次循环计算次法面代码改成形式：
 
m2*n1
for(ini    {
        ht[i]wht[i]pht[i]lht[i]r1
}
 
三．图片解压模块设计
 
1图片解压
图片解压图片压缩程逆程压缩文件文件结构表：
Bmp文件颜色表（版bmp色表）
Huffnam树（保存左右孩子）
素编码
文件头部分利素文件头偏移量距离位置计算文件头全表长度哈弗曼编码树起始位置解压程：
指huffman树树根
根前位编码01指左右子节点
判断该节点左右子否空（0）果完成解码该叶子节点数组标素值继续解果空扫描编码执行步
提出解压缩程序流程图：

F 
T
T
T
stemp素编码
i1
iget subfileilch
get subfileilch
 
lch<>0and rch<>0
amid(stempi1)
a0
plch
lch0and rch0
pp1
put sublilesitep
p511
F 
F 
q(p1)*4+hufatart
 
get subfileqlch
 
get subfileq+2lch
 
图1
 
 
 解压缩伪代码：
   i  1 
  do while (i <>len(stemp) + 1)  
  get subfile ls lch   
 get subfile rs rch    p 511 
   do while ((lch <> 0 or rch <> 0) and i <> len(stemp) + 1)   
   a  mid(stemp i 1)  
    i  i + 1 
if a  0 then     
   p  lch    
 else 
       p  rch    
  end If 
    q  (p  1) * 4 + J + 1       
get subfile q lch 
    get subfile q + 2 rch    Loop 
   if lch  0 Then      color1  p  1 
   put subfile1 site color1    
  site  site + 1 
if site  length + 1 then     
exit do   
 end If 
 
2YUV转化成RGB实现位图文件保存
YUV转化成RGB公式：
RY+1402*(V128)
G Y034414(U128)071414*(V128)
B Y+1772 *(U128)
行消隐信号YUV数文件中行YUV数 UYVYUYVY…UYVY序排列四字节单位转换成RGB数两亮度Y信号两UV信号述转换公式转换成两组RGB数RGB数值范围0255计算出数值取整超出范围修正255部分修正255零部分修正零求R数值例： 
     if(R<0)       R0 
if(R>255)   R255 
样计算两组RGB数RGB序写入BMP文件位图信息部分位图文件转化程序流程图图2示

开始
i0 j0
读YUV文件四字节YUV转换成RGB
RGB数写入BMP文件
jj+1
j>360
i>625
ii+1 j0
关闭文件结束
图 2
 
3算法优化分析
 
yuv文件M行N列（M1024N768）扫描该文件时代码
for (x0y0 x {          
        yuv444Buffer[y] yuv422Buffer[x]
yuv444Buffer[y+1] yuv422Buffer[x+M*N]
yuv444Buffer[y+2] yuv422Buffer[x+M*N+M*N2]
yuv444Buffer[y+3] yuv422Buffer[x+1]
    yuv444Buffer[y+4] yuv422Buffer[x+M*N]
yuv444Buffer[y+5] yuv422Buffer[x+M*N+M*N2]
     }
次循环中计算M*N等法运算知道法运算非常耗时果直接结果直接写进话会节省时间述代码优化成面形式：
 
 
for (x0y0 x<1572864y<2359296 x+2y+6)          
{          
        yuv444Buffer[y]   yuv422Buffer[x]
yuv444Buffer[y+1] yuv422Buffer[x+786432]
yuv444Buffer[y+2] yuv422Buffer[x+786432+393216]
yuv444Buffer[y+3] yuv422Buffer[x+1]
    yuv444Buffer[y+4] yuv422Buffer[x+786432]
yuv444Buffer[y+5] yuv422Buffer[x+786432+393216]
     }
 
四设计中问题
10进行编码解码查找原发现strcpy() strcat() strstr()等字符串操作函数遇0返回造成字符集操作方式字符串式操作变存操作方式mem系列函数代原str系列函数
2开始直接序存储YUV图片原图片总致网查阅资料知：bmp类型数格式采逆序存储YUV采逆序存放图片原致
3时间分析时前次次time命令出现结果致网查阅资料知Linux务操作系统执行条命令时系统处理务需注意问题次执行相命令花费时间样花费时间系统运行相关
4c语言标准库函数fopen()开文件进行读者写总读入出者写入莫名妙字符百般解网查需二进制开方式rbwb方式开解决问题
 

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