基于DSP平臺(tái)的機(jī)器視覺系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、在基于機(jī)器視覺及模式識(shí)別的工業(yè)檢測系統(tǒng)中，需要對采集到的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。針對基于PC機(jī)的系統(tǒng)存在的實(shí)時(shí)性、性價(jià)比不高及不能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等問題。本文提出了以高性能的TMS320C6711數(shù)字信號處理器為核心，對動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行處理的實(shí)現(xiàn)方法，并進(jìn)行了基于DSP機(jī)器視覺的優(yōu)化研究。 本文對DSP理論及器件的歷史、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了研究。提出了基于DSP平臺(tái)的“圖像采集系統(tǒng)—DSP小系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，突破了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺處理的“圖

2、像采集卡—PC—終端控制設(shè)備”硬件方案的局限性。 論文以開發(fā)DSP小系統(tǒng)入手，在沒有輸入通道及輸出通道的情況下，根據(jù)系統(tǒng)要求的性能指標(biāo)，構(gòu)造了最精簡的DSP系統(tǒng)，力求能使DSP系統(tǒng)能夠正常、高效的工作。這其中包括了：通過其EMIF下的接口，擴(kuò)充外部E2PROM、SDRAM、SBSRAM。采用中斷及DMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像采集及傳輸。根據(jù)系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)電源，時(shí)鐘電路，并提出了本系統(tǒng)的PCB抗干擾設(shè)計(jì)。 本文所述的系統(tǒng)中，圖形采集

3、模塊采用SAA7111+CPLD+MCU方案，以單片機(jī)模擬I2C總線控制SAA7111來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通用I2C控制器來控制，使系統(tǒng)更具有靈活性、大大增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的控制能力，豐富了外設(shè)接口。由CPLD來集中控制各個(gè)芯片電路之間的時(shí)序、邏輯控制，并根據(jù)實(shí)際需對圖像進(jìn)行裁剪。采用兩幀存儲(chǔ)體輪換工作機(jī)制，省掉FIFO器件，降低成本；采用“交叉—連續(xù)”地址存儲(chǔ)空間，便于DSP進(jìn)行DMA整塊傳送。CPLD把由標(biāo)準(zhǔn)視頻信號轉(zhuǎn)變成的數(shù)字信號送入SRAM

4、緩存器，然后通過中斷、DMA技術(shù)搬移到DSP內(nèi)部進(jìn)行圖像處理。 軟件優(yōu)化部分：編寫了系統(tǒng)引導(dǎo)程序、不需要任何設(shè)備就能完成的DSP在線燒寫程序、CPLD內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯控制的程序、單片機(jī)虛擬I2C總線的程序。最后在結(jié)合DSP內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)上提出了軟件優(yōu)化思想。 以上動(dòng)態(tài)圖像處理系統(tǒng)方案能夠滿足系統(tǒng)算法要求，配合輸出部件，能夠迅速建立起低成本的產(chǎn)品原形。在本系統(tǒng)完全不加修改的情況下，只要更換掉前端傳感器和DSP內(nèi)部的圖像處理程序，