基于達芬奇平臺的微光視頻處理系統的設計

摘要：深入研究和分析微光視頻增強技術(shù)，為了解決微光視頻的實(shí)時(shí)處理能力，結合迭芬奇平臺的技術(shù)特性設計基于TMS320DM6446平臺的微光視頻實(shí)時(shí)處理系統的圖像增強系統，實(shí)現微光視頻系統的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)顯示模塊，最后通過(guò)測試處理結果和實(shí)時(shí)性?xún)煞矫孢M(jìn)行測試表明系統設計滿(mǎn)足要求。
關(guān)鍵詞：達芬奇平臺；微光視頻；數據采集；嵌入式

O 引言
微光視頻系統在夜視技術(shù)上用途越來(lái)越廣泛，然而由于目標照度很低、目標和背景反射系數很接近、觀(guān)察環(huán)境不好等惡劣的條件下，得到的微光視頻圖像總是得不到滿(mǎn)意的效果。我國現有的硬件生產(chǎn)能力的條件下，微光像增強器還達不到應用化的效果，但是實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)能迅速提高微光系統的圖像質(zhì)量，增加微光視頻系統的視距，因此把實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)與像增強技術(shù)相結合成為縮短國內外微光視頻系統差距的一個(gè)重要發(fā)展方向，本文在達芬奇平臺TMS320DM6446上實(shí)現了微光視頻的實(shí)時(shí)處理系統，對我國的微光視頻系統設計有重要的參考價(jià)值。

1 微光視頻增強技術(shù)
微光視頻最顯著(zhù)的表現特征是在圖像畫(huà)面上疊加有明顯的隨機閃爍噪聲，通過(guò)對微光視頻的特征和噪聲進(jìn)行分析，可以從增大微光視頻的對比度和減少微光視頻的噪聲兩方面來(lái)設計微光視頻增強系統。由于系統的特點(diǎn)，需要采用簡(jiǎn)單有效的處理算法。直方圖均衡化是增大圖像對比度的經(jīng)典算法，而且算法簡(jiǎn)單、處理效果較好；高斯平滑算法能有效地去除圖像的高頻分量而保留低頻分量，這兩種算法與嵌入式處理平臺結合使用，可以獲得很好的效果。本文在設計中使用軟件的設計方法來(lái)達到圖象增強技術(shù)。

2 基于達芬奇平臺的微光視頻系統
微光視頻系統的特點(diǎn)是在實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)顯示的基礎上，實(shí)現微光視頻的增強處理和去噪處理，達到實(shí)時(shí)處理的要求，因此需要較強的實(shí)時(shí)處理的和數據處理能力，這里選擇TI公司具有DSP+ARM雙核處理功能的的達芬奇平臺(TMS320DM6446)可以滿(mǎn)足上述的要求。
微光視頻實(shí)時(shí)處理系統中，微光視頻的采集、處理和顯示過(guò)程是通過(guò)TMS320DM6446平臺上的CCD／CMOS攝像頭或者是圖像解碼器，對微光視頻實(shí)時(shí)采集并進(jìn)行數字化轉換后，存儲在讀緩沖區中，用戶(hù)可以利用TMS320DM6446的數字媒體處理器完成微光視頻的實(shí)時(shí)處理任務(wù)，并將處理后的微光視頻通過(guò)嵌入式處理平臺上的顯示設備進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。微光視頻實(shí)時(shí)處理系統的原理如圖1所示。


在本微光視頻實(shí)時(shí)處理系統中，微光視頻實(shí)時(shí)采集部分由視頻采集設備和視頻解碼芯片完成；微光視頻實(shí)時(shí)處理部分由TI公司的TMS320 DM6446雙核處理器完成；微光視頻實(shí)時(shí)輸出系統由LCD顯示器和視頻編碼器完成。
2．1 微光視頻圖像的采集
論文中模擬視頻數字化標準ITU-RBT．656，它是在ITURBT．601(CCIR-601)的基礎發(fā)展的一種新的視頻數字化標準。由于 CCIR656視頻數據流采用8根信號線(xiàn)(傳統方式需要19根信號線(xiàn))就可以傳輸所有的圖像信息和行同步、場(chǎng)同步、偶同步信息，因此采用CCIR656方式進(jìn)行接口設計時(shí)，便于實(shí)時(shí)數字圖像處理硬件平臺以功能單元為單位進(jìn)行模塊化設計。


通過(guò)CCD／CMOS視頻采集設備采集模擬的微光視頻，視頻為PAL或者NTSC制式，模擬視頻通過(guò)解碼芯片TVP5146與CCD控制器的BT．656接口進(jìn)行A／D轉換，轉化為YCrCb格式的視頻，同時(shí)將采集的微光視頻通過(guò)外部存儲器接口(Extmal Memory Interface，EMIF)緩存在DDRAM或SDR-AM中的讀緩沖區中，以便微光視頻處理模塊對采集的數據進(jìn)行處理。