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由于雙目視覺(jué)監控系統可以模仿人眼功能，感知三維世界信息，能夠得到被測對象到CCD攝像機的深度信息，近幾年已開(kāi)始在需要三維立體檢測的領(lǐng)域得到應用。另外，雙目視覺(jué)監控系統也可用于多場(chǎng)景監控，大大擴展了人的視野范圍。雙目視覺(jué)一直是機器視覺(jué)領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題，在工業(yè)控制、智能交通、金融、公共安全等應用領(lǐng)域逐漸顯示出非常廣闊的發(fā)展前景。詳細分析和研究基于DM642的雙目視覺(jué)監控系統，給出系統的軟硬件設計方案，并在DM642開(kāi)發(fā)評估板(EVM)上實(shí)現系統功能。 1 雙目視覺(jué)監控系統的硬件結構 該雙目視覺(jué)監控系統的硬件總體結構如圖1所示。在圖1中，雙通道視頻編碼、解碼芯片采用Philips公司的SAA7105和SAA7115H。SDRAM使用的是Hynix公司容量為128 Mb的兩片HY57V283220T系列芯片。FLASH選用AMD公司的AM29LV系列芯片，容量為8 Mb。核心處理芯片是TI公司的DM642，豐富的外圍接口和完全的可編程性，使得它在數字視頻處理領(lǐng)域具備了廣泛應用的條件。 系統利用雙CCD攝像機和2片SAA7115H，DM642的2個(gè)視頻捕獲視頻端口Video Port0和VideoPort1組成了既相互獨立又相互聯(lián)系的雙通道視頻采集系統，實(shí)現了對雙通道視頻的實(shí)時(shí)采集。雙CCD攝像機捕獲的模擬視頻信號經(jīng)各自通道SAA7115H模／數轉換后，形成BT．656格式的數字視頻信號，經(jīng)電平轉換后，從DM642的Video Port0，1輸入；在DM642中，雙通道視頻數據經(jīng)過(guò)相應算法處理后，由VideoPort 2經(jīng)視頻編碼芯片SAA7105數／模轉換后輸出PAL制式模擬視頻信號到監視器進(jìn)行顯示，最終實(shí)現在一個(gè)監視器上可自由切換輸出的雙通道視頻，也可同時(shí)顯示。 系統通過(guò)DM642的EMIF接口，連接SDRAM和FLASH存儲器。SDRAM擴展了系統的可用存儲空間，系統的初始化代碼和配置信息則存儲在FLASH中。 2 系統軟件設計 系統軟件流程如圖2所示。 該系統軟件采用基于DSP／BIOS的TI參考框架RF-5(Reference Framework)，協(xié)助實(shí)現系統流程中各個(gè)環(huán)節的交互和協(xié)調同步。在進(jìn)入DSP／BIOS的調度程序之前，程序需要初始化多個(gè)要使用的模塊。包括： (1)DM642和系統板的初始化。系統執行BIOS和CSL的初始化，EMIF、的CE0和CE1空間設定為允許高速緩存，設定DMA優(yōu)先權隊列長(cháng)度為最大值，L2請求的優(yōu)先權設定為最高，DMA管理器初始化時(shí)將其內部和外部的堆棧進(jìn)行分配。 (2)RF-5模塊初始化。系統的通道模塊設定為RF-5，初始化RF-5中的ICC和SCOM模塊必須的內部單元通信和信息傳遞，按照內部和外部的堆棧緩沖執行來(lái)設定通道。 (3)建立捕獲和回放通道。建立和啟動(dòng)一個(gè)捕獲通道，建立和啟動(dòng)一個(gè)回放通道。 在完成初始化工作后，系統進(jìn)入DSP／BIOS調度程序管理下的采集、任務(wù)、顯示3個(gè)線(xiàn)程。這3個(gè)線(xiàn)程通過(guò)RF-5的SCOM模塊互相發(fā)送消息。采集線(xiàn)程主要負責對輸入數據的獲取，用以完成捕獲數字視頻信號的工作，然后將YUV 4：2：2格式進(jìn)行色差信號重采樣，以變?yōu)閅UV 4：2：0格式。任務(wù)線(xiàn)程通過(guò)加載GEL控件(．gel)，在生成的對話(huà)框中用鍵盤(pán)輸入代表相應視頻通道功能的數字，系統即調用與該數字對應的程序代碼，從而實(shí)現相應通道的實(shí)時(shí)視頻采集。顯示線(xiàn)程等待獲得任務(wù)線(xiàn)程處理完畢后的數據，對其進(jìn)行反向的重采樣，以便將得到YUV 4：2：2格式的圖像送SAA7105進(jìn)行A／D轉換，并送監視器顯示。 3 系統功能測試 在測試中，當程序加載完畢后，DM642 EVM開(kāi)始工作，雙通道開(kāi)始實(shí)時(shí)采集視頻，處理并顯示在監視器上。由于程序設定，顯示的畫(huà)面為雙通道視頻圖像。每個(gè)通道畫(huà)面各占顯示器的一半，如圖3所示。 加載Channel．gel文件并運行，在生成的對話(huà)框中分別輸入0，1(分別代表選擇視頻通道0，1工作)。程序運行后，監視器上顯示的視頻圖像從顯示雙通道畫(huà)面無(wú)延時(shí)的切換到顯示視頻通道0，1的畫(huà)面，如圖4所示。 測試結果表明，系統實(shí)現了雙通道視頻2個(gè)通道的自由協(xié)調切換，具有很好的實(shí)時(shí)性。 4 結 語(yǔ) 對基于DM642芯片的雙目視覺(jué)監控系統進(jìn)行分析，研究并給出了系統軟硬件設計。使用GEL控件，實(shí)現了雙通道實(shí)時(shí)視頻采集、顯示的協(xié)調工作，為雙目視覺(jué)監控系統的后續研究提供了軟硬件支持。 |
