基于TMS320DM642的二維碼識(shí)讀器設(shè)計(jì)
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2 軟件實(shí)現(xiàn)
在軟件方面，主要針對(duì)視頻編碼、解碼芯片的驅(qū)動(dòng)、軟件流程設(shè)計(jì)和算法設(shè)計(jì)等3個(gè)方面。
2.1 基于DSP/BIOS的視頻驅(qū)動(dòng)模型
設(shè)計(jì)中使用TI的基于DSP/BIOS的驅(qū)動(dòng)模型，利用了CSL（Chip Support Library）芯片支持庫對(duì)TVP5150A和SAA7104進(jìn)行配置，使用FVID的API實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的采集和回放?；谶@種驅(qū)動(dòng)模型的框架如圖4所示[4]。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/187933.htm
2.2 軟件工作流程
程序上電開始運(yùn)行后，首先對(duì)各模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，包括VP1、VP2、TVP5150A、SAA7104、McBSP等，之后在一個(gè)DSP/BIOS系統(tǒng)任務(wù)對(duì)象中進(jìn)行圖像捕捉，捕獲的圖像數(shù)據(jù)將存放在FVID提供的一個(gè)FVID_Frame結(jié)構(gòu)中，以后對(duì)于圖像的處理都是針對(duì)該結(jié)構(gòu)中的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行。將獲得的圖像首先進(jìn)行二維碼識(shí)別和定位，采用模式識(shí)別的方法，判斷該次采集的圖像是否含有二維碼信息，是否需要進(jìn)行二維碼識(shí)別處理。如果含有二維碼信息，則進(jìn)入二維碼識(shí)別模塊進(jìn)行識(shí)別，并輸出到LCD顯示器以及通過McBSP發(fā)送二維碼信息。
其中，DSP/BIOS系統(tǒng)任務(wù)對(duì)象是被TSK模塊管理的線程。其任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于空閑循環(huán)，低于硬件和軟件中斷。TSK模塊根據(jù)其任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和當(dāng)前的執(zhí)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)地調(diào)度和搶占任務(wù)。DSP/BIOS總共有15個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)可用，最低的優(yōu)先級(jí)是保留給空閑循環(huán)的。為此，在設(shè)計(jì)中使用了TI的DSP/BIOS配置工具對(duì)TSK模塊進(jìn)行配置，建立系統(tǒng)任務(wù)tskLoopback用于視頻采集和圖像分析循環(huán)。系統(tǒng)程序的流程如圖5所示。
2.3 圖像處理程序
在圖像處理程序部分，要得到準(zhǔn)確的解碼信息，必須包含兩個(gè)關(guān)鍵組成部分：二維數(shù)據(jù)矩陣碼的定位和二維碼解碼，本設(shè)計(jì)只對(duì)Data Matrix二維碼進(jìn)行解碼。
在圖像定位方面，Data Matrix二維碼自身包含了大量的定位查找信息。圖6所示為一個(gè)Data Matrix二維碼圖像，可以看出在二維碼圖像的底部有一條黑色水平條，而左邊界處有一條黑色垂直條，其寬度均為一個(gè)有效1的寬度，在圖像的右上方為數(shù)據(jù)編碼圖像區(qū)域，而整個(gè)圖像外四周還有一個(gè)寬度為一個(gè)有效1像素4倍的白色連續(xù)區(qū)域，程序中用這些信息定位二維碼圖像，確定二維碼圖像的方向。
在程序中，首先獲取一個(gè)完整的Data Matrix二維碼圖像作為以后識(shí)別和解碼實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像的模板。對(duì)于作為模板的圖像，選擇整個(gè)二維碼圖像區(qū)作為模板的訓(xùn)練區(qū)域，通過圖像坐標(biāo)的變換將其訓(xùn)練為以后在實(shí)時(shí)圖像中定位二維碼圖像的模板。之后，設(shè)置定位時(shí)模式識(shí)別的一些參數(shù)，包括旋轉(zhuǎn)角范圍、比例縮放范圍、圖像灰度級(jí)別等，當(dāng)模板和定位工具配置好時(shí)，就通過CCD相機(jī)實(shí)時(shí)地獲取圖像進(jìn)行定位和識(shí)別。對(duì)于一個(gè)實(shí)時(shí)進(jìn)來的圖像，首先使用定位工具進(jìn)行二維碼圖像定位，如果定位成功則此圖像中包含二維碼圖像信息，如果定位返回不成功標(biāo)志，則不進(jìn)行下一步，直接再次申請圖像。對(duì)于包含二維碼信息的圖像，在定位工具給出的圖像位置，按照定位工具給出的圖像像素尺寸數(shù)值，讀取原始二進(jìn)制碼流，再根據(jù)Data Matrix的編碼規(guī)則對(duì)二進(jìn)制碼流進(jìn)行解碼，獲取相應(yīng)的字符串進(jìn)行顯示和傳輸。
本文詳細(xì)闡述了基于TMS320DM642的CCD二維碼Data Matrix讀碼器的設(shè)計(jì)，包括了硬件和軟件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。按照此設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的讀碼器結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)簡便，二維碼識(shí)別率很高。
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評(píng)論