基于DM642的双目视觉监控系统设计与实现

发布时间：2010-11-4 11:51 发布者：eetech

关键词： DM642 , 监控 , 视觉 , 双目

由于双目视觉监控系统可以模仿人眼功能，感知三维世界信息，能够得到被测对象到CCD摄像机的深度信息，近几年已开始在需要三维立体检测的领域得到应用。另外，双目视觉监控系统也可用于多场景监控，大大扩展了人的视野范围。双目视觉一直是机器视觉领域的热门研究课题，在工业控制、智能交通、金融、公共安全等应用领域逐渐显示出非常广阔的发展前景。详细分析和研究基于DM642的双目视觉监控系统，给出系统的软硬件设计方案，并在DM642开发评估板(EVM)上实现系统功能。

1 双目视觉监控系统的硬件结构

该双目视觉监控系统的硬件总体结构如图1所示。在图1中，双通道视频编码、解码芯片采用Philips公司的SAA7105和SAA7115H。SDRAM使用的是Hynix公司容量为128 Mb的两片HY57V283220T系列芯片。FLASH选用AMD公司的AM29LV系列芯片，容量为8 Mb。核心处理芯片是TI公司的DM642，丰富的外围接口和完全的可编程性，使得它在数字视频处理领域具备了广泛应用的条件。

系统利用双CCD摄像机和2片SAA7115H，DM642的2个视频捕获视频端口Video Port0和VideoPort1组成了既相互独立又相互联系的双通道视频采集系统，实现了对双通道视频的实时采集。双CCD摄像机捕获的模拟视频信号经各自通道SAA7115H模／数转换后，形成BT．656格式的数字视频信号，经电平转换后，从DM642的Video Port0，1输入；在DM642中，双通道视频数据经过相应算法处理后，由VideoPort 2经视频编码芯片SAA7105数／模转换后输出PAL制式模拟视频信号到监视器进行显示，最终实现在一个监视器上可自由切换输出的双通道视频，也可同时显示。

系统通过DM642的EMIF接口，连接SDRAM和FLASH存储器。SDRAM扩展了系统的可用存储空间，系统的初始化代码和配置信息则存储在FLASH中。

2 系统软件设计

系统软件流程如图2所示。

该系统软件采用基于DSP／BIOS的TI参考框架RF-5(Reference Framework)，协助实现系统流程中各个环节的交互和协调同步。在进入DSP／BIOS的调度程序之前，程序需要初始化多个要使用的模块。包括：

(1)DM642和系统板的初始化。系统执行BIOS和CSL的初始化，EMIF、的CE0和CE1空间设定为允许高速缓存，设定DMA优先权队列长度为最大值，L2请求的优先权设定为最高，DMA管理器初始化时将其内部和外部的堆栈进行分配。

(2)RF-5模块初始化。系统的通道模块设定为RF-5，初始化RF-5中的ICC和SCOM模块必须的内部单元通信和信息传递，按照内部和外部的堆栈缓冲执行来设定通道。

(3)建立捕获和回放通道。建立和启动一个捕获通道，建立和启动一个回放通道。

在完成初始化工作后，系统进入DSP／BIOS调度程序管理下的采集、任务、显示3个线程。这3个线程通过RF-5的SCOM模块互相发送消息。采集线程主要负责对输入数据的获取，用以完成捕获数字视频信号的工作，然后将YUV 4：2：2格式进行色差信号重采样，以变为YUV 4：2：0格式。任务线程通过加载GEL控件(．gel)，在生成的对话框中用键盘输入代表相应视频通道功能的数字，系统即调用与该数字对应的程序代码，从而实现相应通道的实时视频采集。显示线程等待获得任务线程处理完毕后的数据，对其进行反向的重采样，以便将得到YUV 4：2：2格式的图像送SAA7105进行A／D转换，并送监视器显示。

3 系统功能测试

在测试中，当程序加载完毕后，DM642 EVM开始工作，双通道开始实时采集视频，处理并显示在监视器上。由于程序设定，显示的画面为双通道视频图像。每个通道画面各占显示器的一半，如图3所示。