基于dsp的視頻圖像處理系統(tǒng)的研究44503

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第5卷第3期2009年7月沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)扔站5No．3Jul．2Ⅸ)9基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)的研究李波，趙光(遼寧工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，遼寧錦州121001)摘要：目前，DSP芯片在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用．首先采用DSP及其他可編程芯片設(shè)計(jì)出了基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)的硬件部分。主要對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行了選型，并闡述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理．然后根據(jù)數(shù)字圖像處理的原理。給出了該

2、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的方法．利用VC6．O開(kāi)發(fā)出了PC機(jī)部分的用戶(hù)界面，可將采集到的視頻圖像在該界面上實(shí)時(shí)顯示．最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并指出了基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)的應(yīng)用前景．關(guān)鍵詞：圖像處理；DSP：視頻中圖分類(lèi)號(hào)：TN911．73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—1603(2009)03—0272-03刪枷矍曩害蔞篁量東北的曼善釜曼顯堂簍：孽莖竺1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)DSP理理論的日益完善，以為代表的新一代數(shù)字信號(hào)?一剛?！啊б唬?。處理芯片，使復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)成為了基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)的硬件部分主要可能．同

3、時(shí)，由于DSP器件和其他可編程芯片的不斷由圖像采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像處理模塊和圖融合與集成，使DSP已從最初的語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域被像傳輸模塊構(gòu)成?，其整體的組成如圖1所示．推廣應(yīng)用于圖形圖像等視頻信號(hào)處理領(lǐng)域．a(chǎn)CCDI視舅tArDIFPGA控制————1SAA711IA廣—-1XC2V300(DSPTMS320C6202DSPTM$320VC5402乒乓緩存結(jié)構(gòu)ISDRAMISDRAMSRAMI和SRAM2l珂[EEPROMII#‘EEPROMUSB控翻l至PcC68013—56PVcr圖1基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)

4、的硬件組成1．1圖像采集模塊時(shí)調(diào)整視頻圖像的亮度、對(duì)比度和飽和度，并將PAL圖像采集模塊由CCD攝像頭和視頻A／D轉(zhuǎn)換器或NTSC制式的色彩分解，使分解后的成分值可被兼組成，可將實(shí)時(shí)采集的外部視頻圖像經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后，容．由于SAA7111A體積小、集成度高，因此適用于數(shù)以CCIR656的格式輸入到圖像預(yù)處理模塊．字電視和可視電話等領(lǐng)域，它在系統(tǒng)中可將前方的1)CCD攝像頭采用SANYO公司的1／4”彩色CCD攝像頭給出的視頻信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換．VCC-9400P智能高速球機(jī)．它具有32倍的電子靈敏1．2圖像預(yù)處理模塊度，當(dāng)監(jiān)視

5、點(diǎn)的光照度降低時(shí)，其電子靈敏度會(huì)自動(dòng)提圖像預(yù)處理模塊的功能包括改善圖像、抑制變形升，在沒(méi)有光線的地點(diǎn)也能獲得清晰的圖像．該攝像頭和增強(qiáng)特征等．這里，主要使用了FPGA對(duì)CCIR656通過(guò)不斷地調(diào)整自動(dòng)光圈、自動(dòng)增益和電子快門(mén)來(lái)獲格式的視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波、二值化及特征提取等得穩(wěn)定的畫(huà)面．系統(tǒng)通過(guò)CCD攝像頭可以晝夜監(jiān)控外功能．此外，該模塊還能控制乒乓緩存結(jié)構(gòu)對(duì)圖像的存部環(huán)境，并將視頻信號(hào)傳送給A／D轉(zhuǎn)換芯片．取操作．2)SAA7111A是PHILLIPS公司的增強(qiáng)型視頻1)FPGA是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的硬件單元，用以A／D轉(zhuǎn)換芯

6、片，支持CCIR656格式的信號(hào)，來(lái)自于電完成圖像增強(qiáng)和圖像分割操作．系統(tǒng)采用了Xilinx公視或CCD攝像頭的視頻圖像都可以作為它的輸入信司3Millions系同門(mén)的XC2V3000，它的l728kb塊存號(hào)源．該芯片內(nèi)部有2個(gè)通道的模擬預(yù)處理電路，能實(shí)儲(chǔ)器及448kb可配置存儲(chǔ)器均為圖像預(yù)處理提供了收稿日期：2009一Ol—19作者簡(jiǎn)介：李波(1977一)，男，遼寧錦州人，講師。碩士萬(wàn)方數(shù)據(jù)第3期李波，等：基于DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)的研究·273·必要的硬件基礎(chǔ)．FPGA能根據(jù)處理進(jìn)程來(lái)協(xié)調(diào)各子模塊間的信號(hào)，還能對(duì)DSP模

7、塊實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的分配，進(jìn)而保證了數(shù)據(jù)流在各子模塊間順利傳輸．2)在數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中，通常有3種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：雙口RAM結(jié)構(gòu)、FIFO結(jié)構(gòu)和乒乓緩存結(jié)構(gòu)．雙口RAM在l片SRAM存儲(chǔ)器上配備了2套完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，CPU可在1個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)對(duì)該存儲(chǔ)器隨機(jī)訪問(wèn)2次．而FIFO結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，其存儲(chǔ)空間只能按順序進(jìn)行訪問(wèn)．通常雙口RAM的存儲(chǔ)空間要比FIFO大很多心J．對(duì)于高速的圖像處理系統(tǒng)而言，這2種緩沖結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)容量還相對(duì)有限，不能滿(mǎn)足實(shí)際的需求．因此該系統(tǒng)選擇了乒乓緩存結(jié)構(gòu)，即2片SRAM均選取了Cy

8、press公司1Mb的CY7C028V．該芯片具有雙片選使能、中斷及主從工作模式等優(yōu)點(diǎn)．當(dāng)乒乓緩存結(jié)構(gòu)中的l片SRAM用于視頻圖像采集時(shí)，另外的l片則可作為圖像緩沖區(qū)，為外設(shè)對(duì)它的快速訪問(wèn)提供保障∞】．1．3圖像處理模塊圖像處理模塊是整個(gè)視頻處理系統(tǒng)的核心部分，由TMS320