基于TMS320DM643的设备监控系统中彩色图像处理的实现

作者：时间：2013-08-21来源：网络收藏

摘要：针对等离子体设备 监控系统的实际应用需求，提出了一个基于 TMS320DM643的视频图像处理监控系统。系统通过CCD摄像头获取设备现场的图像信息，采用TMS320DM643作为核心处理器，应用DSP／BIOS实时系统，对获取的图像进行了预处理、背景差分、目标提取，最后输出设备的运行状态从而达到监控目的。实验表明，系统能够准确有效地进行目标状态检测，具有很好的实时性。
关键词：TMS320DM643；视频监控；彩色 图像处理；DSP／BIOS；YCbCr

0 引言
数字视频监控系统在交通安防等领域有着广泛的应用，而在设备系统的监控中，感兴趣的主要是反映设备状态的各类仪表及音视频信号。随着设备系统日益复杂，传统的人工方法由于效率低下、自动化程度不高，在一些场合己不能满足监控需要，特别是人员无法常驻、无法就地工作以及对监控自动化程度要求高的环境。为解决上述问题，基于嵌入式的远程监控系统应运而生，并与图像分析和处理技术相结合，实现了一定的智能监控功能，较好地满足了设备系统监控的实际需要。
本系统依托于等离子体发生设备，对等离子体发生装置进行了视频监控。等离子体发生装置在真空状态下产生等离子体的过程中，颜色会发生相应的变化，通过对其颜色的实时监控达到实时获取发生装置状态的目的，从而达到监控目的。

1 系统硬件设计
1．1 TMS320DM643性能分析
TMS320DM643是TI公司推出的针对多媒体处理的高性能数字媒体处理器，在图像处理方面具备优势。在C64xDSP的基础上，针对多媒体处理的实际需要，集成了完备的数字视频、数字音频输入输出及以太网接口，该芯片工作主频最高可达600MHz，处理能力可达4800MIPS。为提高处理效率，保证高速的DSP和相对低速的外设之间速率匹配，TMS320DM643在片上设有L1D、L1P和L2RAM／Cache两级缓存，二级缓存L2的具体用途通过缓存寄存器的相应位来设置。TMS320DM643采用了增强型超长指令字结构，内核有8个功能单元(两个乘法器和6个算术逻辑单元、64个32位通用寄存器)，可在一个周期内完成4个16位乘加运算或8个8位的乘加运算。针对图像处理的实际，也设计了大量相关指令。同时，TMS320DM643还集成了丰富的外围设备和接口，为构建视频设备监控系统提供了便利条件。
1．2 系统的硬件结构
本系统以DSP控制模块为核心，由图像采集模块、存储模块、图像显示模块以及电源管理模块等模块构成，系统的硬件结构如图1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/159282.htm

1．3 图像采集模块
图像采集模块由CCD摄像头和TVP5150A视频解码器组成，主要功能是将从CCD摄像头采集来的PAL／NTSC复合视频信号进行采样、量化得到任意分辨率的数字信号，为TMS320DM643提供视频流。
视频解码器选用TVP5150A视频解码芯片，可以将NTSC和PAL制模拟的视频信号转换成BT．656格式的标准数字视频信号(YUV4：2：2)后传输至TMS320DM643。TVP5150A通过标准的IIC总线进行配置，其数据传送率最高可达400 kb／s。同时，由于TMS320DM643支持BT．656格式的标准数字视频信号输入格式，TVP5150A与TMS320DM643实现了无缝连接。TVP5150A与TMS320DM643连接的示意图如图2所示。