基于DSP的嵌入式視頻監測

近幾年，隨著(zhù)DSP及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，采用DSP嵌入式系統的視頻設備已在各領(lǐng)域中被廣泛應用。本文利用ADSP Blackfin533(BF533)為核心處理器，設計了視頻檢測系統，實(shí)現了視頻圖像的采集、處理和網(wǎng)絡(luò )傳輸，該系統具有體積小、功耗低、性能高、可便攜等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 系統硬件平臺設計

　　系統工作原理：由圖像傳感器采集到的圖像信號以YUV(4：2：2)的格式輸出，通過(guò)BF533的PPI接口以DMA方式存入SDRAM。當采集完一幀數據后，BF533從SDRAM中讀入數據進(jìn)行位圖數據格式轉化，將位圖圖像數據通過(guò)以太網(wǎng)接口傳輸到遠程PC機上，然后系統繼續采集下一幀圖像。

　　1.1 處理器

　　Blackfin處理器是ADI公司與Intel公司2003年4月聯(lián)合開(kāi)發(fā)的體現高性能體系結構的首款第四代DSP產(chǎn)品，主要面向嵌入式音頻、視頻和通信等領(lǐng)域。ADSP-BF533是目前Blackfin系列數字信號處理器中性能較高的一款，具有600MHz的主頻、雙16位的MAC(乘加器)和兩個(gè)40位的ALU(算術(shù)邏輯單元)、四個(gè)8位的視頻處理單元、八個(gè)算術(shù)寄存器、10個(gè)地址尋址單元，并且集成了大量的外圍設備和存儲器接口，每秒運算速度最高達到1200MMAC(兆次乘法加法運算)，并且ADSP-BF533在達到600MHz性能水平時(shí)的功耗僅為280mW，能耗很小。在圖像處理上的優(yōu)點(diǎn)更為突出，可針對圖像特點(diǎn)運用二維DMA傳輸數據，大大加快和方便圖像數據的傳送和處理。ADSP-BF533系列DSP具有接口豐富，性能優(yōu)良，更具有視頻處理接口及獨立的視頻指令，特別適用于各種音視頻、網(wǎng)絡(luò )設備領(lǐng)域，充分滿(mǎn)足了系統技術(shù)指標的要求，在實(shí)際中獲得了廣泛的應用。

　　1.2 圖像傳感器

　　美國Omnivision公司的彩色圖像傳感器OV7660具有30萬(wàn)像素，芯片的像素陣列達到1300x1280，具有高靈敏度采光、低功耗電源供電等特點(diǎn)且功耗低、體積小，在攝像手機、網(wǎng)絡(luò )視頻等方面應用比較廣泛。通過(guò)先進(jìn)的傳感器技術(shù)，還可以通過(guò)減少或者消除圖像瑕玷中的普通光/電資源(如固定樣式噪音(FPN)、拖尾效應、閃光等)來(lái)產(chǎn)生比較清晰、完全、穩定的彩色圖像。對于本系統來(lái)說(shuō)，是一種很好的選擇。

　　0V7660圖像傳感器，內置自動(dòng)曝光控制(AEC)、自動(dòng)增益控制(AGC)、自動(dòng)白平衡(AWB)等功能，支持SXGA、VGA、QVGA、QQVGA、CIF、QCIF和QQCIF，可輸出RGB、YUV和YCbCr等多種視頻數據格式。0V7660通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用的Camera InteRFace接口與核心處理芯片BF533的PPI接口連接，接口電路如圖1所示。

　　為使芯片正常上作，需要通過(guò)串行視頻控制總線(xiàn)(SCCB)總線(xiàn)來(lái)配置OV7660的內部寄存器，使芯片輸出格式正確的彩色圖像數據。

　　1. 3 系統硬件結構

　　要完成系統的功能，除了處理器和圖像采集模塊，通過(guò)B1ackfin533的豐富接口，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還要用到以下模塊。

　　(1)SDRAM模塊為系統提供內核運行、程序運行、數據緩存的空間;

　　(2)FLASH模塊為系統提供存儲空間;