IEEE1394視頻視覺(jué)系統中DSP軟硬件設計

 摘  要：介紹了用數字信號處理器實(shí)現視頻流控制處理功能的軟硬件設計方案。重點(diǎn)論述了如何設計DSP的軟件及外圍硬件，完成IEEE1394設備自標識及數據傳輸的詳細過(guò)程。同時(shí)還提出了一種用于運動(dòng)目標檢測的變加權背景恢復算法及其DSP實(shí)現方案。這種用DSP實(shí)現數字視覺(jué)算法的成功嘗試，對于實(shí)現其他視覺(jué)功能具有一定的借鑒意義。
 
關(guān)鍵詞：DSP IEEE1394a 視頻采集 運動(dòng)目標檢測

    本文介紹了一種以DSP為核心、基于IEEE1394總線(xiàn)的圖像實(shí)時(shí)采集處理系統的軟硬件設計。此外還提出了一種易于用DSP實(shí)現且存儲器資源占用率小的運動(dòng)目標檢測算法。據了解，目前國內外大多數的計算機視覺(jué)研究都是用計算機軟件處理實(shí)現的，因此在實(shí)時(shí)性和成本方面受計算機平臺的制約。本文討論了一種計算機視覺(jué)系統的硬件平臺設計方案，并在此平臺上實(shí)現了運行目標檢測?？梢哉f(shuō)，這是一次用DSP實(shí)現計算機視覺(jué)算法的成功嘗試，對于其它算法的硬件實(shí)現有一定的借鑒意義。

                圖1 硬件系統框圖

    采用IEEE1394總線(xiàn)作為傳輸接口是實(shí)現實(shí)時(shí)圖像采集的根本保證。IEEE1394是由國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì )（IEEE）制定的一種高速串行總線(xiàn)協(xié)議。1394總線(xiàn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    *支持熱插拔和即插即用：

    *提供統一的通用接口，并且具有總線(xiàn)供電能力（每一端口的最大輸出電流為1.5A，輸出電壓8～33Vdc）；

    *傳輸速率高100～400Mbps；

    *不依賴(lài)計算機，支持1394設備間的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸。

    其中第四點(diǎn)是目前常用的USB2.0總線(xiàn)無(wú)法實(shí)現的，也正是這一優(yōu)點(diǎn)使得1394不僅是一種計算機外設連接總線(xiàn)，更是多種消費類(lèi)電子產(chǎn)品的連接方案。

                    圖2 幀緩存訪(fǎng)問(wèn)次序

    另外，為了實(shí)現數字視頻圖像的實(shí)時(shí)采集和處理，充分發(fā)揮1394總線(xiàn)的高速傳輸速率，筆者選用了TI公司的TMS320VC33數字信號處理器作為主控制器。這是一款高性能浮點(diǎn)DSP，它具有17ns的指令周期和60MIPS的處理能力。

    下面將分別介紹這套DSP系統的工作原理，軟、硬件設計以及運動(dòng)目標檢測算法的改進(jìn)和實(shí)現。

系統組成及工作原理

    本系統是為驗證并實(shí)現各種計算機視覺(jué)算法而搭建的一個(gè)硬件平臺，用五片512K