TMS320F2812与CPLD的视频采集系统接口设计

摘要：介绍基于TMS320F2812和CPLD的数字视频采集系统的接口设计。该系统采用同步分离电路、TMS320F2812、EPM7128、TMS320C6416、IDE硬盘存储器以及显示器接口等芯片，利用TMs320F2812中的ADC采样速度和转换精度高的优点进行视频的A／D转换，可应用于智能防盗、电力系统、智能交通、银行、智能小区、医疗行业以及消防自动报警等视频监控系统中。
关键词：TMS320F2812；EPM7128；视频采集；采样速度；A／D转换

引言
随着现代视频采集处理技术的快速发展，视频采集系统接口在智能防盗、智能交通、银行、智能小区、医疗行业以及消防报警等系统中的应用越来越普遍。本文设计的是一个以TMS320F2812为视频A／D转换器，CPLD为时序和逻辑控制电路，TMS320C6416为图像处理算法及控制芯片，IDE硬盘为大容量存储器，2个SDRAM为图像帧存储器的硬件接口电路。与其他嵌入式视频采集系统设计相比，该设计具有采集速度高、功耗低，能进行图像实时采集和处理，能大容量存储图像等特点。

1 视频采集系统原理及接口设计
1．1 视频采集系统原理
视频采集系统原理如图1所示。按电路功能，系统可分为图像输入模块、图像存储模块、图像解码模块、CPLD控制模块、DSP图像处理与显示接口模块。

摄像头输出标准的复合模拟视频信号经过钳位放大(EL4089)、同步信号分离(LMl881)、自增益控制以及A／D转换后，输出YUV422的数字信号，行、场同步信号，奇偶场信号以及像素时钟信号等图像数据。图像输入模块将模拟视频信号进行行、场同步分离，并将行、场同步信号输出到CPLD(EMP7128)作为基准信号。CPLD作为逻辑时序控制器，用于完成数字视频信号的存储与时序控制，并以中断方式通知DSP(TMS3-20F2812)读取数据。DSP将SDRAM中的视频数据读出，并写入大容量的IDE硬盘存储器中，实现视频数据的存储；且根据存储的图像算法，对图像进行校正、滤波、压缩、分割、特征提取以及识别等处理。最后，将处理后的视频信号传送给显示器实时显示。
1．2 接口设计
一般情况下，视频采集经过A／D转换后，需要经过图像预处理、特征提取、图像分割与识别等操作，才输出到显示器显示。这些功能的实现都需要DSP来完成。
图像预处理包括图像调整和图像压缩。图像调整是指对视频图像进行亮度、饱和度、色度以及对比度的调整，使图像清晰、颜色明显；而图像压缩是指根据需要设定视频采集分辨率，通过压缩可以提高系统的响应速度。特征提取是指使图像从视频背景中分离出来的过程。图像分割是指对特征提取得到的图像进行区域划分的过程。最简单的图像分割方法是，将图像中的所有像素划分为目标像素和非目标像素，用数字1表示目标像素点，数字O表示其他像素点。