基于DSP的圖像處理基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)與算法實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾十年來(lái)，數(shù)字視頻圖像處理技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在軍事領(lǐng)域、交通及安防領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、以及最新的人工智能技術(shù)中都被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的基于通用CPU的圖像處理系統(tǒng)由于種種原因無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的需求，而DSP作為專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理芯片，具有集成度高、運(yùn)算速度快、用戶(hù)可定制等特點(diǎn)而被廣泛選用。TI公司的C6000系列DSP是其專(zhuān)為視頻處理設(shè)計(jì)的高性能處理器，本文選用的 TMS320DM642芯片就是其中表現(xiàn)突出的一款定點(diǎn)型芯片，基于這款芯片

2、，本文主要研究工作如下：
　　(1)完成了圖像處理硬件基礎(chǔ)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建。本文基于TMS320DM642處理器設(shè)計(jì)了一套圖像處理基礎(chǔ)平臺(tái)，平臺(tái)主要由圖像采集、圖像處理以及圖像顯示三個(gè)模塊組成。其中圖像采集模塊主要用到工業(yè)CCD以及視頻解碼芯片；圖像處理模塊基于TMS320DM642核心芯片，還包括EMIF存儲(chǔ)器接口、EDMA等模塊；圖像顯示模塊由圖像編碼芯片和LCD顯示器構(gòu)成。著重研究了圖像處理模塊中的處理器芯片以及使用EDMA

3、進(jìn)行數(shù)據(jù)成塊搬運(yùn)提升處理實(shí)時(shí)性的原理。
　　(2)對(duì)圖像處理算法進(jìn)行了深入研究并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，在驗(yàn)證算法實(shí)現(xiàn)正確性的基礎(chǔ)上，對(duì)算法進(jìn)行了DSP平臺(tái)的調(diào)試與移植。本文對(duì)圖像處理中的圖像預(yù)處理、圖像特征提取及分割以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤算法進(jìn)行了深入研究，并將這些算法基于x86架構(gòu)與VS2010平臺(tái)進(jìn)行了C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　(3)基于優(yōu)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確行的目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行

4、了優(yōu)化。針對(duì)C64x DSP芯片的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)實(shí)時(shí)圖像處理平臺(tái)中的DSP軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化，通過(guò)分析程序執(zhí)行過(guò)程中的耗時(shí)情況，使用不同的優(yōu)化策略，對(duì)影響系統(tǒng)運(yùn)行速度的關(guān)鍵代碼進(jìn)行了不同層次的優(yōu)化，最終取得了較好的實(shí)時(shí)處理效果。
　　(4)進(jìn)行了算法封裝及系統(tǒng)的集成測(cè)試。本文最后將優(yōu)化后的算法封裝成一個(gè)算法調(diào)用庫(kù)，并基于搭建的圖像處理基礎(chǔ)平臺(tái)和算法庫(kù)設(shè)計(jì)一套運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，對(duì)本文設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)及算法庫(kù)進(jìn)行性能評(píng)估，結(jié)果證明設(shè)計(jì)