DSP实验指导书 - 图文

数字信号处理EXPIV教学实验系统

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实验五 离散余弦变换（DCT）算法实验

一、实验目的

学习DCT算法的实现方法。 二、实验设备

计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器。 三、实验原理

离散余弦变换与离散傅立叶变换紧密相关的，属于正弦类正交变换，由于其优良的去冗余性能及高效快速算法的可实现性，被广泛用于语音及图象的有损和无损压缩。在开始实验之前，应了解以下基本原理。

1． 语音或图象的压缩手段；

2． DCT变换在数据压缩中的作用与应用。 四、实验步骤

1． 阅读本实验所提供的样例子程序； 2． 运行样例程序，分析结果； 3． 样例程序实验操作说明 A．实验前准备

1）正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱连接后，开关K9拨到右边，即仿真器选择连接右边的CPU：CPU2；系统上电； 2）“A/D转换单元”的拨码开关设置： JP3拨码开关： 码位 1 2 3 4 5 6 备注 ON： 将“模拟信号源”单元的信号输入到AD7822 OFF： OFF： OFF： OFF： OFF： SW2拨码开关： SW2 1 ON 2 ON 3 ON 4 备 注 码位 ON AD7822的采样时钟为250KHZ，且中断给CPU2的中断2 数字信号处理EXPIV教学实验系统

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S23拨码开关: 码位 1、2 B．实验

启动CCS 2.0，Project/Open打开“Algorithm”目录中“exp05_cpu2”子目录下“Exp-DCT-AD.pjt”工程文件；双击“Exp-DCT-AD.pjt” 及“Source”可查看各源程序；加载“Exp-DCT-AD.out”；在主程序中，在flag = 0处设置断点；单击“Run”运备注 OFF，不混频 行程序，程序将运行至断点处停止；

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用View / Graph / Time/Frequency打开两个图形观察窗口；采用双踪观察在启始地址分别为x和y，长度为128的单元中数值的变化，数值类型为32位浮点型，这两个数组分别存放的是经A/D转换的输入信号和对该信号进行DCT变换的结果；

再打开一个图形观察窗口，设置观察变量为z；变量z为输入信号的DCT变换及逆DCT变换的结果，长度128，32位浮点型，即输入信号的重构信号；

调整各图形观察窗口，观察正变换与逆变换结果；

单击“Animate”运行程序，调整各图形观察窗口，动态观察变换结果；改变输入信号的波形、频率、幅值，动态观察变换结果；

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单击“Halt”暂停程序运行，关闭窗口，实验结束；

实验结果：在CCS2.0环境，同步观察输入信号及其DCT变换结果。 五、思考题

1． 压缩的实质是什么？

2． 实际压缩处理时，应该有那些流程？ 六、实验报告要求

1． 简述DCT的基本原理。 2． 说明DCT系数是如何确定的？ 1． 以8*8矩阵描述输入、输出。 七、DCT子程序 变换的核函数

Ck,n?2NN?1?n?0gkcos(2n?1)k?2Nk,n?0,1,?,N?1

式中系数：

?1gk???12k?0k?0程序说明：

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void dct1c2 (double x[], double y[], int n)：DCT正变换子程序； void idct1c2 (double y[], double z[], int n)：逆DCT变换子程序； 两子程序中，各参数为：

数组x ：输入信号经A/D转换后，转为浮点型后，生成x数组，长度128；

数组y ：DCT正变换输出信号数组，也是逆DCT变换输入数组，浮点型，长度128； 数组z ：逆DCT变换输出信号数组，即重构信号，浮点型，长度128。 八、程序流程图（DCT）

初始化调用DCT变换子程序计算DCT变换系数输出变换结果调用DCT逆变换子程序计算DCT逆变换系数输出重构信号