視頻交通信息檢測(cè)研究及其DSP硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、交通問題日益突出的今天要求盡快推進(jìn)智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems)的建設(shè)，而交通信息檢測(cè)系統(tǒng)(Traffic Inforamation Detection Systems)則是整個(gè)智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)。正是交通信息檢測(cè)系統(tǒng)所輸出的各項(xiàng)交通流參數(shù)，為上層的智能交通系統(tǒng)支持和決策系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)支持和分析基礎(chǔ)，從而緩建整個(gè)城市交通流的密度。 因此為了向交通管理部門提供準(zhǔn)確、及時(shí)的交通流

2、信息，設(shè)計(jì)一個(gè)有效且靈活的交通信息檢測(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必行。本文首先比較了當(dāng)前所使用的各種檢測(cè)方式，選擇了性能優(yōu)異的視頻檢測(cè)方式，然后再分析比較了目前國(guó)內(nèi)外比較成熟的交通視頻檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種新的基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的視頻交通信息檢測(cè)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)將極大地減少檢測(cè)系統(tǒng)體積并極大地增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性。隨后本文討論了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理及PCB布線等難點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)計(jì)之后，又分析了系統(tǒng)DSP端和PC端的軟件設(shè)計(jì)，即DSP端開發(fā)

3、的嵌入式軟件系統(tǒng)，以及在此基礎(chǔ)上將運(yùn)行的虛擬環(huán)檢測(cè)算法，而在PC端則開發(fā)了用戶界面以方便用戶與DSP 端的交互。針對(duì)DSP視頻檢測(cè)的具體實(shí)現(xiàn)，本文提出了基于邊緣信息提取的虛擬環(huán)檢測(cè)方法，而且在邊緣提取的算法上提出了一種基于形態(tài)學(xué)和信息熵的自適應(yīng)邊緣檢測(cè)算法，這種算法的優(yōu)勢(shì)在于其運(yùn)算量小但準(zhǔn)確性高，十分適合在DSP這種嵌入式處理器上運(yùn)用。 本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1)視頻檢測(cè)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新：相對(duì)于傳統(tǒng)的視頻檢測(cè)系

4、統(tǒng)，本文提出的視頻交通檢測(cè)系統(tǒng)由于使用了DSP 這種嵌入式處理器因而大幅度減少了檢測(cè)板卡體積，同時(shí)也可以將若干塊視頻檢測(cè)板卡集中安置在一個(gè)機(jī)柜中，而每塊檢測(cè)板卡也可并行接入多個(gè)攝像頭，這樣在交通監(jiān)控中心就可以很方便地同時(shí)檢測(cè)并監(jiān)控多個(gè)交通車道。對(duì)于每塊檢測(cè)卡來說，它通過以太網(wǎng)與監(jiān)控中心的主機(jī)相連，這樣用戶即可在主機(jī)上的用戶界面上獲得交通車道實(shí)時(shí)視頻圖像，同時(shí)設(shè)定感興趣的目標(biāo)檢測(cè)區(qū)域，發(fā)送檢測(cè)指令，然后獲得檢測(cè)后的交通流參數(shù)信息，最后在此

5、基礎(chǔ)之上進(jìn)行相應(yīng)的交通路網(wǎng)控制指令。 2)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新：在硬件實(shí)現(xiàn)本文提出的視頻交通信息檢測(cè)系統(tǒng)的過程中，本文提出了采用TI 公司的高端產(chǎn)品TMS320DM642。這款DSP 產(chǎn)品是專門針對(duì)數(shù)字媒體應(yīng)用的數(shù)字信號(hào)處理器，擁有豐富的外設(shè)如視頻接口、I2C 控制器和以太網(wǎng)模塊，這樣就可以實(shí)現(xiàn)與周圍芯片的無縫連接，既減少了芯片間邏輯連接的復(fù)雜度，又減少了系統(tǒng)使用的芯片數(shù)量，增強(qiáng)了系統(tǒng)在高頻工作條件下電磁兼容性能。另一方面，簡(jiǎn)化的

6、硬件設(shè)計(jì)為后續(xù)的軟件開發(fā)提供了減少開發(fā)周期的可能，由于整個(gè)硬件系統(tǒng)以DSP 為核心，因此在開發(fā)板卡的底層驅(qū)動(dòng)程序以及嵌入式操作系統(tǒng)DSP/BIOS 之時(shí)都易于實(shí)現(xiàn)，減少了開發(fā)時(shí)間。 3)虛擬環(huán)檢測(cè)算法的創(chuàng)新：在交通流視頻檢測(cè)算法方面，本文在綜合比較各種檢測(cè)算法之后提出了基于邊緣信息提取的虛擬環(huán)檢測(cè)算法。虛擬環(huán)的檢測(cè)方式減少了圖像處理時(shí)的運(yùn)算區(qū)域以及相應(yīng)的運(yùn)算量，而采用邊緣信息來判斷車流存在與否則是因?yàn)橄鄬?duì)于背景圖像，車輛自身的邊