基于Linux的虛擬試妝系統設計

默認的內核開發包并不能直接使用，需針對本系統進行移植修改，主要內容如下：
(1)custom_fpga.h中的串口宏定義和config.c中使用的宏定義不同，將config.c中關于串口0的宏定義UART0_*改為UART_0_*。
(2)/dev/mmcblk* 系列設備的主設備號與注冊時不一致，導致掛載操作失敗，解決辦法是將nios2-linuxuClinux-dist/vendor/Altera/nios2/device-table.txt中關于mmcblk*的主設備號修改為179。
圖4所示為本系統進行的內核配置。

在所有配置中，需要特別注意以下幾點：
(1)內核配置菜單中，需將默認的“Nios II Configuration--->Nios II FPGA Configuration（MMU DEFAULT）”修改為“Nios II FPGA Configuration（CUSTOM_FPGA）”。
(2)為防止內核解壓縮內容覆蓋內核壓縮文件，設置“Nios II Configuration--->Link address offset for booting”為0x00F00000。
3.2 應用程序開發
3.2.1 圖形庫移植
FTK是Funny Tool Kit的縮寫，是一個專門為嵌入式系統開發的圖形庫，其核心代碼只有幾百KB，在傳統控件基礎上可開發自定義控件，具有主題設置功能[3]。FTK支持Linux系統，因此在發行版Linux操作系統上安裝FTK函數庫只需下載相應代碼，編譯安裝即可。而Nios II平臺移植FTK需解決以下幾個問題：
(1)Nios II平臺下png和jpeg編解碼函數庫無法使用，同時FTK的bmp解碼函數采用定義整形指針的方式，如“(*(unsigned int*)0x01000000)”對內存進行訪問會觸發異常中斷。解決方法為移除FTK對png和jpeg格式的支持并修改ftk_image_bmp_decoder.c代碼，將4字節指針訪問修改為4個單字節指針訪問。
(2)Nios II平臺通過觸摸屏設備進行人機交互。解決辦法：內核開發包中開啟tslib函數庫而FTK源代碼進行configure配置時添加“--enable-tslib”參數。
3.2.2 交互界面設計
虛擬試妝系統包含唇彩試妝和自由試妝兩大功能。在唇彩試妝功能中，用戶首先要選擇進行試妝所需的唇部影像，然后用戶需手動確定唇部區域，接著進入商品挑選環節。自由試妝同樣也要經歷以上步驟。圖5所示為試妝軟件功能界面劃分的思路及程序流程圖。

FTK界面開發包含以下幾部分工作：
(1)調用ftk_init進行初始化。調用ftk_app_window_create函數創建窗口，設置控件的大小及位置；
(2)使用類似ftk_XXX_set_clicked_listener函數關聯控件和響應函數。試妝系統每個功能下均有多個界面通過按鈕進入，因此在響應函數中需通過調用ftk_app_window_create或ftk_dialog_create創建新的界面；
(3)設計自定義控件，包括用戶瀏覽圖片控件、描唇控件等。
FTK應用程序要在系統硬件平臺上運行，RAM文件系統中至少需要具備四部分內容：FTK動態函數庫、tslib函數庫、FTK配置文件(字體、主題、輸入法)以及應用程序。動態函數庫在編譯后會出現在RAM文件系統的lib目錄中，而FTK配置文件需通過修改rc腳本使Linux內核初始化完畢后從SD卡中拷貝到內存中。圖6總結了FTK應用程序在Nios II平臺上運行必備條件及設置方法。

詳細介紹了本系統的硬件架構和Linux開發方法，側重闡述了Linux系統運行的最小SoPC系統搭建，利用Altera大學計劃IP構建觸摸屏顯示子系統、攝像頭影像采集和存儲模塊的實現以及Linux內核配置和應用程序開發的重要細節。采用移植的FTK圖形庫完成虛擬試妝軟件編寫。實踐表明，該系統運行穩定流暢，效果良好。
參考文獻
[1] 祝秀萍，劉文峰，張海峰．人臉虛擬化妝系統的研究[J]．計算機與信息技術，2008(8)：38－42．
[2] Kyledunn．Creating a Nios II design with an MMU[EB/OL]．http://www.alterawiki.com/wiki/Creating_a_Nios_II_Design_with_an_MMU，2011．
[3] 李先靜．FTK開發者郵件列表[EB/OL]．https://groups.google.com/group/funnytoolkit，2011．