基于雙CPU的實(shí)時(shí)光電圖像識別系統

摘要 提出并設計一種新型的基于雙CPU技術(shù)的光電圖像識別系統，該系統主要由目標圖像采集與處理模塊、光電相關(guān)聯(lián)合變換模塊以及自動(dòng)識別模塊組成。采用TMS320C6416與FPGA完成目標圖像的采集與處理．采用ARM9處理器S3C2440完成對相關(guān)功率譜的采集與目標圖像識別。與傳統光電圖像識別系統相比，該系統實(shí)時(shí)性和精度更高，并可實(shí)現智能化和網(wǎng)絡(luò )化。

關(guān)鍵詞 圖像識剮 光電圖像處理TMS320C6416 S3C2440 自動(dòng)識別模塊

引 言

    光電混合模式識別以其高速并行處理和無(wú)串擾的優(yōu)點(diǎn)成為實(shí)現模式識別實(shí)用化和實(shí)時(shí)化的重要途徑，其在目標識別、指紋識別、光纖檢測、工業(yè)零件識別、汽車(chē)牌照識別等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應用[1．2]，并取得了很好的識別效果。

    但在實(shí)際應用中，待識別的目標圖像需要經(jīng)過(guò)圖像預處理和畸變處理等操作。針對圖像的實(shí)時(shí)處理要求，本文將聯(lián)合變換相關(guān)識別系統與數字信號處理中的雙CPU技術(shù)相結合，采用“FPGA+DSP+ARM”架構，研究與設計一種新型的光電混合圖像識別系統。利用TMS320C6416與FPGA完成目標圖像的采集與處理，利用ARM9處理器S3C2440完成對相關(guān)功率譜的采集與目標圖像識別，從而實(shí)現畸變不變模式識別的快速和準確性。并實(shí)現了該系統的智能化和網(wǎng)絡(luò )化。

    該光電混合圖像識別系統每秒能處理25幀圖像，可實(shí)現真正的動(dòng)態(tài)圖像識別，因而對圖像識別有很好的實(shí)用性。

1 光電混合圖像識別系統

    光電混合圖像識別系統是基于光電混合聯(lián)合變換相關(guān)器的一種系統，本文提出并設計的光電混合圖像識別系統的結構框圖如圖1所示。

    ARM9處理器S3C2440與DSP間為主／從方式，DSP與FPGA問(wèn)也為主／從方式。由DSP和FPGA組成的目標圖像采集與處理模塊，將待識別的目標通過(guò)攝像頭1傳輸到DSP中，DSP完成對目標圖像的預處理和畸變處理等處理過(guò)程。然后，DSP將處理后的目標圖像和參考圖像構成的聯(lián)合輸入圖像實(shí)時(shí)輸出到液晶電視上，聯(lián)合圖像經(jīng)過(guò)激光光束的照射后，經(jīng)傅里葉變換透鏡3后，形成聯(lián)合圖像傅里葉頻譜。該頻譜經(jīng)低通濾波后，得到所需的中心頻譜[3]，并通過(guò)攝像頭2接收進(jìn)入ARM9處理器S3C2440，來(lái)完成圖像頻譜的振幅調制及傅里葉逆變換的處理，得到所需互相關(guān)結果。由于真目標互相關(guān)信號較強，假目標的互相關(guān)信號很弱，可以通過(guò)設定閾值來(lái)判斷真假目標圖像，即當相關(guān)結果大于閾值時(shí)，識為真目標，小于閾值時(shí)，識為假目標。當判為假目標時(shí)，通過(guò)通信接口控制DSP繼續進(jìn)行圖像采集與處理，實(shí)現下一個(gè)目標的圖像識別，直至判別出真目標。{{分頁(yè)}}

2 系統設計

    該光電圖像識別系統主要由目標圖像采集與處理模塊、光電相關(guān)聯(lián)合變換模塊以及自動(dòng)識別模塊組成，采用TMS320c6416DSP與FPGA來(lái)完成目標圖像的采集與處理，采用ARM9處理器S3C2440來(lái)完成對相關(guān)功率譜的采集與目標圖像識別。

2．1 TMS320C6416

    C64x是TI公司推出C6000系列DSP中的最新成員，采用了VelociTI1．2結構，其主要在內部CPU功能單元、通用寄存器組及其數據通路等方面進(jìn)行了較大的改進(jìn)。C64x具有8個(gè)相互獨立的功能單元，其中包含6個(gè)支持單周期內單32位、雙16位或4個(gè)8位數據操作的算術(shù)邏輯單元，以及2個(gè)支持單周期雙16