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自动图像报警系统研究及单片机实现

作者:时间:2009-04-22来源:网络收藏

广泛应用于银行、饭店、交通管理以及智能大厦等场所和领域。传统的报警装置,大多采用单点信号报警,即在某一特定位置安放传感器,当该采集点处的物理量达到报警门限时,就向中心控制计算机发出报警请求信号。这种报警装置的优点是安装便利,反应迅速,但其适用范围较小,对单点噪声过分敏感而导致误报,在防止误报和漏报两方面不可兼得等先天缺陷,限制了它不能被应用于情况复杂、并要求具备一定动态控制能力的场所。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173780.htm

基于克服了上述缺陷。通过对所监视场景的全景拍摄,避免了对单一采集点进行测量的随机噪声敏感性;而数字处理技术的引入,使整个系统可以在一个较宽的范围内进行调整。

的组成

完整的自动系统主要由三部分组成:图像采集摄像机、图像信号处理与报警信号发生、中心控制计算机[1]。本文仅对上述第二部分进行讨论,前文中的自动系统实际上也特指该子系统。

为降低中心控制处理的复杂度和图像信号传输的额外开销,将图像信号处理及报警信号发生以硬件并随同摄像机安置于前端,从而构成分布式处理系统。系统的硬件结构如图1所示。
2 设计中的关键技术

保证实时性和动态调整能力是系统中的首要目的。为便于硬件处理,算法上采用灰度阈值分割和差值图像面积累计。基于降低系统成本的考虑,不可能选用具有较强数字信号处理能力的DSP芯片,而一般的工业控制又很难达到实时运算的要求,这正是设计中的关键问题。

本系统中采用了查找表的思想,将图像差值运算转换为对FLASH/EPROM的读操作。其原理是预先将差值算法的处理结果存储于FLASH或EPROM的既定存储单元中,而进行差值运算的两帧图像的象素灰度数据(8bits)分别作为存储器的高8位地址和低8位地址。这样处理的结果是每进行一个象素的差值运算,所需要的时间是存储器的一个读周期,显然可以满足实时的要求。经过差值处理后的象素灰度值再经过阈值判别送计数器,当累计数量超过一定面积时,MCU将发出报警信号。

存储器(FLASH/EPROM)的算法为:

(Gvalue)=|Hvalue-Lvalue|(1)

其中Hvalue为A/D直通图像抽样信号(8bits),同时也是存储器高8位地址;Lvalue为DRAM中存储的数字图像参考帧抽样信号(8bits),即存储器低8位地址;Gvalue为存储器16位地址。

阈值判别采用全局阈值法[2],这种方法适用于场景具有均匀光照条件的情况。对于场景整体灰度的变化,可以通过由MCU控制定时刷新DRAM参考帧数据,并调整全局阈值T和临界面积S而获得的效果。阈值判别和计数统计如式(2)(3)所描述:

if(Gvalue)>T,count=count+1(2)

if count>S,触发报警(3)

系统工作实例如图2所示。

实现中的器件选择和工作特性描述

硬件实现中器件的选择对整个系统的性能起着举足轻重的作用。ATMEL公司是世界上著名的高性能、低功耗、非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。经过认真调研,本系统选用了ATMEL的几款芯片完成系统的关键部分功能。


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