IEEE1394视频视觉系统中DSP软硬件设计

 摘  要：介绍了用数字信号处理器实现视频流控制处理功能的软硬件设计方案。重点论述了如何设计DSP的软件及外围硬件，完成IEEE1394设备自标识及数据传输的详细过程。同时还提出了一种用于运动目标检测的变加权背景恢复算法及其DSP实现方案。这种用DSP实现数字视觉算法的成功尝试，对于实现其他视觉功能具有一定的借鉴意义。
 
关键词：DSP IEEE1394a 视频采集 运动目标检测

    本文介绍了一种以DSP为核心、基于IEEE1394总线的图像实时采集处理系统的软硬件设计。此外还提出了一种易于用DSP实现且存储器资源占用率小的运动目标检测算法。据了解，目前国内外大多数的计算机视觉研究都是用计算机软件处理实现的，因此在实时性和成本方面受计算机平台的制约。本文讨论了一种计算机视觉系统的硬件平台设计方案，并在此平台上实现了运行目标检测。可以说，这是一次用DSP实现计算机视觉算法的成功尝试，对于其它算法的硬件实现有一定的借鉴意义。

                图1 硬件系统框图

    采用IEEE1394总线作为传输接口是实现实时图像采集的根本保证。IEEE1394是由国际电气和电子工程师协会（IEEE）制定的一种高速串行总线协议。1394总线具有以下优点：

    *支持热插拔和即插即用：

    *提供统一的通用接口，并且具有总线供电能力（每一端口的最大输出电流为1.5A，输出电压8～33Vdc）；

    *传输速率高100～400Mbps；

    *不依赖计算机，支持1394设备间的点对点传输。

    其中第四点是目前常用的USB2.0总线无法实现的，也正是这一优点使得1394不仅是一种计算机外设连接总线，更是多种消费类电子产品的连接方案。

                    图2 帧缓存访问次序

    另外，为了实现数字视频图像的实时采集和处理，充分发挥1394总线的高速传输速率，笔者选用了TI公司的TMS320VC33数字信号处理器作为主控制器。这是一款高性能浮点DSP，它具有17ns的指令周期和60MIPS的处理能力。

    下面将分别介绍这套DSP系统的工作原理，软、硬件设计以及运动目标检测算法的改进和实现。

系统组成及工作原理

    本系统是为验证并实现各种计算机视觉算法而搭建的一个硬件平台，用五片512K