DSP实时图像处理系统.pdf

电子科技 2004年第1期（总第172期） DSP实时图像处理系统 段洪君 李清伟 （吉林化工学院，吉林 132022） 摘 要 阐述了高速图像目标测量系统的DSP实现，运用了高性能DSP(TMS320C6202)完成实时图像目标处理， 研究了一种快速图像匹配的相关跟踪算法，并结合大规模可编程逻辑阵列 CPLD进行逻辑控制和现场可编程门阵 列FPGA对采集的视频图像做预处理。实验证明该系统性能可靠，跟踪效果较好，并有较高的实时性。 关键词 实时处理，图像目标跟踪，相关匹配。 中图分类号 TN911.73 自动目标识别是指从通过成像系统进来的图 256位。它可在一个时钟周期内并行执行8条指令， 像，自动地提取目标并识别出来，即通过一系列图 最大处理能力可达到 8×250MHz=2000MIP。C6202 像数据实现对目标的获取、识别和跟踪。图像的类 的8个独立功能单元中有2个16bit乘法器和6个 型主要有三种：可见光图像、红外图像、雷达图像。 算术逻辑单元。 其中可见光图像是通过光学成像原理得到的，红外 C6202的存储器寻址空间为 32bit，芯片内部 图像是通过不同物体表面辐射的热量不同的原理 集成了 128KByte的片内 SRAM和256KByte的片内 成像得到的，雷达图像是合成孔径雷达、毫米波雷 程序RAM。C6202内部的4通道DMA协处理器，可 达、激光雷达等不同成像手段得到的图像。目前， 用于数据的DMA传输。具有3个McBSP(多通道缓冲 自动目标识别技术研究仍存在很大的局限性。对于 串口)，它不仅可完成标准串口的全双工串行通信， 某类目标的研究当在实验室进行时可能识别效果 还支持多种通信协议下的直接接口。C6202还具有 很好，而一旦用于实际环境中，由于许多不可预知 一个32位宽的扩展总线，支持与异步外设、异步/ 的环境条件的影响，例如光照、气候、能见度等， 同步FIFO、PCI桥以及外部主控处理器等的接口。 使得图像的识别变得困难，而不能正确识别。尤其 TI公司针对TMS320C6000系列的数字信号处理 当目标本身变得复杂或是背景结构变得复杂时，目 器，还推出了一种 CCS（ ） 标的自动识别是非常困难的。 集成开发软件。在这种开发软件的环境下，C编译 本文从技术研究和现实意义的角度，对高速图 器的效率可达80％，若用线性汇编并配以C6000汇 像目标识别跟踪系统进行具有开拓性的研究，研究 编优化器，可使代码效率高达95％以上。 了新型的跟踪测量系统。 2系统硬件结构 1 TMS320C6202处理器介绍 本系统主要由 TMS320C6202为核心的图像处 TMS320C6000系列的数字信号处理器，是美国 理、视频采集、显示电路构成，其原理框图如图 1 TI公司于1997年推出的高端系列DSP。TMS320C6202 所示。 视频信号经 A/D转换为图像数字量，数字 芯片工作频率为250MHz，指令周期为4ns，具有超 图像数据在波门的范围内依照地址产生器的地址 长指令字处理能力。其内部有8个并行处理单元， 按照一定的顺序存入双端口存储器 RAM。EPROM用 8条指令组成一个指令包，一个指令包的总字长为 作存放开机自举的程序机器码以及有关参数数据， SDRAM是容量为 512K×32bit×4bank的静态存储 收稿日期：2003-12-02 器，该存储器可用作存储以DMA方式从双端口存储 36 DSP实时图像处理系统 器RAM传输过来的数字图像数据。数字信