基于DSP處理器的多路圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、基于dsp處理器的多路圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)煤炭作為一種特別商品，其質(zhì)量評(píng)價(jià)必需要有能夠代表囫圇樣品的煤樣，煤樣的取得須有一套規(guī)范的采樣和制樣系統(tǒng)。商品煤樣的實(shí)行和制備過(guò)程需要有嚴(yán)密的操作和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，以保證煤炭質(zhì)量評(píng)價(jià)的公平和嚴(yán)謹(jǐn)。目前平安監(jiān)控領(lǐng)域的主流產(chǎn)品是數(shù)字硬盤錄像機(jī)，主要適用于監(jiān)控點(diǎn)集中的局域監(jiān)控用，煤炭質(zhì)量評(píng)價(jià)的作業(yè)區(qū)域跨度大。港區(qū)內(nèi)作業(yè)地點(diǎn)不行推斷性等特點(diǎn)，可應(yīng)用于數(shù)字硬盤錄像機(jī)。本系統(tǒng)采納專用圖像處理器tms320dm642，搭建了dsp-pc網(wǎng)絡(luò)互連和圖像傳輸?shù)亩嗦穼?shí)時(shí)視頻采集系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以其牢靠性高、組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用中挺直得到體現(xiàn)。1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11 tms32

2、0dm642簡(jiǎn)介tms320dm642采納tms320c64x系列dsp的內(nèi)核，集成有一些面對(duì)視頻及圖像處理的外圍設(shè)備。tms320dm642以其在720 mhz時(shí)鐘下運(yùn)算速度可高達(dá)5 760 mis提供節(jié)約時(shí)光的高速dsp編程。12 系統(tǒng)總體構(gòu)成系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)基于tms320dm642 evm板tms320dm642 ver51，圖像信號(hào)由擴(kuò)展的多路ccd圖像提供，模擬信號(hào)經(jīng)圖像saa7113將其解碼成數(shù)字并行itu-r bt656碼流，并傳送至tms320dm642的視頻接口。tms320dm642視頻口vp0、vp2接收到視頻數(shù)據(jù)流，采集每幀圖像后，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)edma方式轉(zhuǎn)移到外部存

3、儲(chǔ)器，這時(shí)tms320dm642處理器可按照應(yīng)用程序的需要讀取數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算處理程序，然后通過(guò)emac網(wǎng)絡(luò)模塊舉行網(wǎng)絡(luò)傳輸。其總體構(gòu)成框圖1所示。該系統(tǒng)是以主處理器tms320dm642為核心，由視頻，外部存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)等模塊組成。將完成視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、圖像壓縮處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋?3 視頻模塊系統(tǒng)視頻模塊主要由4路ccd圖像傳感器、tms32013m642的視頻端口、圖像采集器件等組成。tms32019m642集成有3個(gè)視頻端口vp0、vpl和vp2，每個(gè)vp(video port)口分為a、b 2個(gè)通道，每個(gè)通道都可分配為視頻輸入視頻輸出口，但a、b 2個(gè)通道只能同時(shí)被配置成輸入或

4、輸出口。tms320dm642的vpo中的vpoa、vpob和vpl中的vpla和vplb配置成接收8位itu-r bt656碼流格式，分離掛接saa7113h。以vpo口為例，圖2為圖像輸入接口原理圖。因?yàn)椴杉{itu-r bt656碼流格式，圖像的水平同步、垂直同步、場(chǎng)同步等信號(hào)已內(nèi)嵌在視頻數(shù)據(jù)流中，因?yàn)閠ms320dm642每個(gè)vp口預(yù)留的3個(gè)可以接收同步信號(hào)的vp0ctl控制引腳，只能滿足一路視頻同步信號(hào)的要求，沒(méi)有同步信號(hào)線的銜接。2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)囫圇圖像采集系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件開發(fā)過(guò)程是在ti公司的dsf集成開發(fā)環(huán)境ccs中舉行的。首先系統(tǒng)各個(gè)模塊線程都需舉行初始化工作：系統(tǒng)板卡硬件的初始

5、化、信息傳輸信道的初始化、網(wǎng)絡(luò)模塊初始化等。然后系統(tǒng)在rf-25系統(tǒng)功能框架下，先由視頻源攝入一幀圖像數(shù)據(jù)，再舉行色差信號(hào)重采樣轉(zhuǎn)化為yuv(4：2：0)。處理線程確認(rèn)圖像采集完畢之后接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)圖像壓縮。網(wǎng)絡(luò)線程處理線程的結(jié)束后發(fā)送的信息序列并舉行確認(rèn)，接收處理后的圖像數(shù)據(jù)并重新舉行色差信號(hào)轉(zhuǎn)換，終于建立網(wǎng)絡(luò)銜接將數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)。3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從tms320dm642傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)由lxt971轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)物理層接收的數(shù)據(jù)，通過(guò)雙絞線銜接xfmr module隔離和ri-45頭銜接到網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)，3所示。系統(tǒng)中dsp網(wǎng)絡(luò)通信及其通信接口的開發(fā)基于dspbios和網(wǎng)絡(luò)開發(fā)包ndk等資源。硬件驅(qū)

6、動(dòng)程序庫(kù)的函數(shù)以及參數(shù)結(jié)構(gòu)都符合ndk的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口，由dnk舉行提前控制。底層硬件驅(qū)動(dòng)與tcpip協(xié)議棧的接口包含tcpip協(xié)議棧與硬件驅(qū)動(dòng)層之間的應(yīng)用程序編輯接口和驅(qū)動(dòng)環(huán)境與tcpip協(xié)議棧之間傳遞狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息接口。其中網(wǎng)絡(luò)底層驅(qū)動(dòng)和tcpip協(xié)議棧之間信息的傳遞涉及的消息變量stkevent是網(wǎng)絡(luò)開發(fā)組件中負(fù)責(zé)傳遞相關(guān)信息的載體。它擁有若干個(gè)具有三元構(gòu)成數(shù)組的成員變量，不同的組合方式構(gòu)成的數(shù)組用來(lái)表示相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)信息。4 功能實(shí)現(xiàn)在對(duì)硬件加載out可執(zhí)行文件后打開ie掃瞄器，在地址欄輸入設(shè)置好的ip。刷新即可以看到ie掃瞄器顯示出的經(jīng)tms320dm642壓縮處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給pc機(jī)的視頻圖像。在傳送cif辨別率的壓縮圖像數(shù)據(jù)(352x288，25幀s)時(shí)，ccs中顯示tms320dm642的cpu占用率為8896，壓縮比為40時(shí)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率約為380 kbs，圖像幀數(shù)為23幀，顯示出來(lái)基本上是實(shí)時(shí)圖像。5 結(jié)束語(yǔ)本文介紹了針