視頻交通信息檢測研究及其DSP硬件實現(xiàn).pdf

1、交通問題日益突出的今天要求盡快推進智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems)的建設(shè)，而交通信息檢測系統(tǒng)(Traffic Inforamation Detection Systems)則是整個智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)。正是交通信息檢測系統(tǒng)所輸出的各項交通流參數(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)，從而緩建整個城市交通流的密度。 因此為了向交通管理部門提供準確、及時的交通流

2、信息，設(shè)計一個有效且靈活的交通信息檢測系統(tǒng)勢在必行。本文首先比較了當前所使用的各種檢測方式，選擇了性能優(yōu)異的視頻檢測方式，然后再分析比較了目前國內(nèi)外比較成熟的交通視頻檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種新的基于數(shù)字信號處理器(DSP)的視頻交通信息檢測系統(tǒng)，這種系統(tǒng)將極大地減少檢測系統(tǒng)體積并極大地增強系統(tǒng)的靈活性和擴展性。隨后本文討論了系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理及PCB布線等難點。在實現(xiàn)了硬件設(shè)計之后，又分析了系統(tǒng)DSP端和PC端的軟件設(shè)計，即DSP端開發(fā)

3、的嵌入式軟件系統(tǒng)，以及在此基礎(chǔ)上將運行的虛擬環(huán)檢測算法，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DSP視頻檢測的具體實現(xiàn)，本文提出了基于邊緣信息提取的虛擬環(huán)檢測方法，而且在邊緣提取的算法上提出了一種基于形態(tài)學和信息熵的自適應(yīng)邊緣檢測算法，這種算法的優(yōu)勢在于其運算量小但準確性高，十分適合在DSP這種嵌入式處理器上運用。 本文的主要工作和創(chuàng)新點如下： 1)視頻檢測系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新：相對于傳統(tǒng)的視頻檢測系

4、統(tǒng)，本文提出的視頻交通檢測系統(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板卡體積，同時也可以將若干塊視頻檢測板卡集中安置在一個機柜中，而每塊檢測板卡也可并行接入多個攝像頭，這樣在交通監(jiān)控中心就可以很方便地同時檢測并監(jiān)控多個交通車道。對于每塊檢測卡來說，它通過以太網(wǎng)與監(jiān)控中心的主機相連，這樣用戶即可在主機上的用戶界面上獲得交通車道實時視頻圖像，同時設(shè)定感興趣的目標檢測區(qū)域，發(fā)送檢測指令，然后獲得檢測后的交通流參數(shù)信息，最后在此

5、基礎(chǔ)之上進行相應(yīng)的交通路網(wǎng)控制指令。 2)硬件設(shè)計實現(xiàn)的創(chuàng)新：在硬件實現(xiàn)本文提出的視頻交通信息檢測系統(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)品是專門針對數(shù)字媒體應(yīng)用的數(shù)字信號處理器，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雜度，又減少了系統(tǒng)使用的芯片數(shù)量，增強了系統(tǒng)在高頻工作條件下電磁兼容性能。另一方面，簡化的

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