基于DSP技术的图像采集系统研究设计

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1、【122】 第33卷 第12期 2010-12(下0 引言随着微电子技术和大规模集成电路技术的发 展,近年来图像传感技术尤其是 CCD 图像传感技 术取得了一些突破性进展。在大量应用需求及成 熟技术与理论的前提下,采用高速高分辨率 CCD 图像传感器及高性能 DSP 处理器构建满足学术研 究与工业应用的数字图像采集系统成为可能与必 要。本设计的目的是利用当前应用越来越广泛的 CCD 图像传感器和高速高性能 DSP 1芯片,设计 一个具有较高性能的数字图像采集系统,用于满 足动态场景的自动监控等诸多应用领域的需求。1 系统总体的设计方案DM64372是 低 成 本, 高 度 集 成 的 高 性

2、能 视 频信号处理开发平台,可以开发仿真达芬奇系列 DSP 应用程序,同时也可以将该产品集成到用户 的具体应用系统中。方便灵活的接口为用户提供 良好的开放平台。采用该系列板卡进行产品开发 或系统集成可以大大减少用户的产品开发时间 3。由于 DM6437具有强大的处理能力和丰富的 外 部 设 备 接 口, 我 们 选 用 TMS320DM6437作 为 CCD 图像采集系统的处理器。系统由 CCD 传感器 模块和处理器模块组成。CCD 传感器模块由 CCD 图像传感器及镜头组成,系统的整体硬件框图如 图所示:前 端 的 CCD 摄 像 头 直 接 与 视 频 解 码 芯 片 TVP5146相 连

3、, 经 由 TVP5146将 采 集 到 的 彩 色模拟图像数据转换成 YCbCr422形式的数字图像 数据。主处理器 DM6437接收到该数据后,运用 事先编写好的图像处理及识别算法对其进行处理。 处 理 所 得 的 结 果 经 由 VPBE 与 LCD 相 连, 从 而 进 行 显 示 输 出。SDRAM 和 FLASH 为 外 扩 的 存 储 器, 直 接 与 DM6437的 外 部 存 储 器 接 口 DDR2及 EMIFA 相连。2 电源电路电源是本系统的重要组成部分之一,它为系 统的正常运行提供充足的电能。DM6437采用 5V 电源供电,其 I/O外设和内核需要的供电电压分别 为

4、 +3.3V和 +1.8V,因此一款良好的电压转换芯片 至关重要。TI 公司 TPS5602芯片是一款输出电压可调的 开关型电源芯片,输入电压为 4.5V 25V,输出 电压为 1.2V 给定的输入电压值之间可调,同时 它有两个电压输出口,可以分别用来产生 DSP 工 作需要的 +1.8V和 +3.3V电压,因此本文将其选 为系统的电源芯片。为了保证 DM6437芯片的安全,在系统上电 时,应尽量使内核电源先上电,最迟也要和 I/O电基于DSP技术的图像采集系统研究设计Based on DSP technology of image collection system study design

5、娄志刚 LOU Zhi-gang(黄河科技学院,郑州 450063摘 要: 随着微型计算机的发展和普及,现代的图像采集方式越来越向高速、小型、简洁的方向发展,图像采集逐渐由专用、笨重的图像处理机过渡到通用、小型的微型机方式,但是由于图 像的数据量很大,算法复杂程度高,人们经常使用软件来处理,软件局限于计算机的配置, 使得图像处理速度比较慢、实时性差、价格高。以DSP为核心的硬件系统同样可以用来进行 图像采集,为这个问题的解决带来了新的途径。收稿日期:2010-09-01作者简介:娄志刚(1973-,男 ,河南延津人,讲师,硕士研究生,研究方向为计算机应用软件。 图1 硬件原理框图 源同时上电。

6、关闭电源时,顺序正好相反。3 复位电路Maxim 公 司 MAX708T 芯 片 具 有 价 格 低、 精 度高以及功能丰富等诸多优点,因此本文将其选 为系统的复位芯片。该芯片的工作电压为 3.3V, 能够同时提供上电复位、掉电复位以及手动复位, 为系统的正常运行提供了良好的保证。4 视频输入接口CCD 摄 像 头 输 出 的 是 模 拟 信 号, 因 此 本 文 在 它 与 DM6437之 间 加 了 一 片 视 频 解 码 芯 片 TVP5146。TVP5146与 DM6437的 连 接 中,CCD 采 集 到 的 模 拟 RGB 视 频 数 据 经 由 VI_2B通 道 输 入 到 TV

7、P5146, 并 由 TVP5146内 部 的 AD 转 换 器 将 其 转换成数字信号。数字亮度信号一路被送到色度 信号处理器,进行综合处理后,采用 YCbCr422的 格 式 输 出 给 DM6437的 相 应 视 频 管 脚 Y 或 C; 另 一路经过同步分离器,产生行场同步信号 HS 和 VS, 并 分 别 与 DM6437的 HD 和 VD 相 连。 上 述 所有功能都是通过 I 2C 总线来完成的,因此 SCL 和 SDA 分 别 与 DM6437的 SCL0和 SDA0相 连, 通 过 SCL 和 SDA 的 协 作, 便 可 完 成 对 TVP5146的读写操写。5 视频输出接