一种智能多平台图像采集识别系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能多平台图像采集识别系统。一种通用的数字图像处理系统硬件开发平台，主要完成实时图像采集处理系统的硬件电路设计以及相应的硬件调试程序。最终的设计包括：根据系统的功能和设计要求，完成了系统的整体结构设计；详细阐述了系统中各部分之间接口设计的具体思路以及具体实现方案。对系统的硬件调试程序及系统初始化程序设计进行了概括介绍。通过软件编程，可以进行多种系统硬件配置的更改，以及使用FPGA的硬件描述语言（VHDL）进行逻辑控制，在无需硬件更改的前提下就能方便地进行系统的各种调试，带来了很大的灵活性，也有利于系统以后的升级。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种智能多平台图像采集识别系统。一种通用的数字图像处理系统硬件开发平台，主要完成实时图像采集处理系统的硬件电路设计以及相应的硬件调试程序。最终的设计包括：根据系统的功能和设计要求，完成了系统的整体结构设计；详细阐述了系统中各部分之间接口设计的具体思路以及具体实现方案。对系统的硬件调试程序及系统初始化程序设计进行了概括介绍。通过软件编程，可以进行多种系统硬件配置的更改，以及使用FPGA的硬件描述语言（VHDL）进行逻辑控制，在无需硬件更改的前提下就能方便地进行系统的各种调试，带来了很大的灵活性，也有利于系统以后的升级。【专利说明】一种智能多平台图像采集识别系统
本专利技术是一种基于TI公司的TMS320C6X系列TMS320C6713 DSP芯片的图像实时采集系统，具体的说就是设计了一套通用的数字图像处理系统硬件开发平台，并且在实时性和灵活性上提出更高的要求，以满足不同数字图像处理系统的要求。
技术介绍
数字图像处理技术的飞速发展使得所有图像处理的问题都可以用数字信号处理的形式来解决，这为实时图像处理的应用提供了广阔的空间。首先，数字信号处理中存在大量成熟的快速算法，如FFT、FHT等，这些算法已经大量的应用于图像处理中；其次，随着大规模集成电路的高速发展，DSP(Digital Signal Processor)数字信号处理器的发展为高速的实现信号处理、达到系统的实时性提供了可能。这些发展都使得图像处理技术广泛的应用于科学研究、工农业生产、资源的遥感探测、医疗卫生、空间探测等各个领域。本人近几年来一直在从事数字图像处理技术的研究，研究成果在虹膜识别、机器人视觉技术等方面已有不少实际应用，取得了不少成绩。虹膜识别和机器人视觉技术，两者有着广阔的实用意义。(I)虹膜识别技术21世纪是信息时代，它的一大特征就是身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定身份，保证信息安全呢？正在悄然兴起的生物特征识别技术正好可以解决上述问题。在高度信息化的现代社会，人们的身份鉴别已经渗透到日常生活的每一个方面。对于我们这样一个人口众多的国家，身份鉴别有着特别广泛的应用前景和重要的战略意义，金融、安全、网络、电子商务等无一不需要可靠的身份鉴别。基于虹膜的生物识别技术是一种最新的鉴别技术，通过一定的虹膜识别算法后，可以达到十分优异的准确度。即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据库中，出现认假和拒假的可能性也相当小，虹膜识别技术的高精度使它能够在众多识别技术中占有一席之地。(2)机器人视觉技术目前，机器人视觉技术己成为高
一个重要的研究课题。它为可行走机器人、装配机器人以及其他种类的机器人解决视觉问题提供了技术基础。在认真分析了虹膜识别系统和机器人视觉系统的特点后，我们得出的结论是，两者作为数字图像处理系统，有着很大的相似性。所以，本论文着眼于设计一套通用的数字图像处理系统硬件开发平台，并且在实时性和灵活性上提出更高的要求，以满足不同数字图像处理系统的要求，使其具有推广价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一套通用的数字图像处理系统硬件开发平台，以满足不同数字图像处理系统的要求。本专利技术的目的是这样实现的:(I)完成图像处理系统总体方案论证设计(2) 完成系统的硬件设计，包括图像处理芯片的选型、视频数据采集电路设计、DSP与外部存储器接口电路设计、USB接口电路设计、系统电源模块设计、键盘模块设计等。(3)完成印制电路板(PCB)的设计(4)完成系统硬件调试程序的设计它的工作原理是这样的:实时图像处理，首先是利用C⑶摄像头和高速的视频解码芯片进行数据采集，然后是利用高速芯片对所采集的图像数据进行分析处理，最后将处理结果输出。系统的工作过程可以分为三个步骤，首先是接收现场传送过来的图像采集触发指令，然后再FPGA的控制下完成一幅完整图像的采集，并通过FIFO传送至DSP。第二步是图像处理，在处理器中完成滤波、识别等任务。最后是输出结果，接着回到第一步，如此循环。它的工作过程是这样的:(I)首先，系统上电复位。程序从FLASH自举，完成图像处理程序的导入以及一些初始化工作，如初始化EMIF接口的SDRAM等，然后等待信号的触发。(2)触发信号产生DSP中断，DSP利用12C总线对SAA7111A采集芯片的寄存器写入相关参数，促使其进行图像采集。(3) FPGA完成采集芯片SAA7111A的帧控制、时序逻辑和产生必要的地址信号。其次，FPGA还对图像采集模块和图像处理模块的接口 FIFO进行必要的逻辑控制。(4)图像经过FIFO通过DSP的DMA通道，存入SDRAM，以便DSP进行图像处理。(5) FLASH存入图像处理算法，包括图像分割、二值化、神经网络等，通过DSP的EMIF导入C6713进行图像处理操作。(6)在以SAA7111A和FPGA为核心的一幅图像采集过程中，DSP可以同时进行前一幅图像的处理运算，这样的并行处理模式提高了系统的实时性。本专利技术的有益效果是:我们设计了实时DSP系统的性能指标及硬件设计流程，并针对系统实时性与通用性的要求，设计了 FPGA和DSP混合结构的通用图像处理系统，既具有制造完成后的可编程性，软件易于修改，又能提供较高的计算性能。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的硬件结构示意图【具体实施方式】如图1所示，该电路设计主要包括:数字视频基础、FPGA解码控制及数据缓冲电路的设计、FPGA下载配置电路设计、DSP与外部器件的接口电路设计。其主要分为:图象采集控制模块设计。系统上电初始化完后，当HREF、VREF, RTSO同时为高时，即表示奇场的第一个有效行开始，采集控制模块开始控制图像数据的存储。系统复位控制模块。整个系统的复位信号由MAX708S芯片产生，分为上电复位和手动复位。系统初始化程序设计。主要包括:DSP锁相环初始化、DSP的I2C总线模块初始化、EMIF接口初始化、SDRAM接口的初始化、异步接口的初始化等等。【权利要求】1.一种基于TI公司的TMS320C6X系列TMS320C6713 DSP芯片的图像实时采集系统，该设计包含了 FPGA逻辑控制、DSP等硬件调试程序，调试结果表明，系统达到预期效果，该系统不仅适用于虹膜识别系统，还可用于其它图像处理领域。2.根据权利要求1所述的智能多平台图像采集识别系统，其功能是:在结合实时图像采集系统组成结构及工作原理的基础上，综合了视频输入、视频输出、存储器、键盘以及通讯等硬件接口电路的设计方法，着重解决了视频处理芯片SAAA7111A的接口设计及FPGA逻辑控制的实现，并提出了一些在设计电路板时需要注意的问题。【文档编号】G06K9/20GK103854018SQ201210525250【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年12月7日 【专利技术者】王瑛, 李忠喜 申请人:哈尔滨恒誉名翔科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TI公司的TMS320C6x系列TMS320C6713 DSP芯片的图像实时采集系统，该设计包含了FPGA逻辑控制、DSP等硬件调试程序，调试结果表明，系统达到预期效果，该系统不仅适用于虹膜识别系统，还可用于其它图像处理领域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑛，李忠喜，
申请(专利权)人：哈尔滨恒誉名翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23