基于DSP的嵌入式視頻監(jiān)測

近幾年，隨著DSP及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，采用DSP嵌入式系統(tǒng)的視頻設(shè)備已在各領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本文利用ADSP Blackfin533(BF533)為核心處理器，設(shè)計了視頻檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的采集、處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸，該系統(tǒng)具有體積小、功耗低、性能高、可便攜等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計

　　系統(tǒng)工作原理：由圖像傳感器采集到的圖像信號以YUV(4：2：2)的格式輸出，通過BF533的PPI接口以DMA方式存入SDRAM。當(dāng)采集完一幀數(shù)據(jù)后，BF533從SDRAM中讀入數(shù)據(jù)進(jìn)行位圖數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化，將位圖圖像數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程PC機(jī)上，然后系統(tǒng)繼續(xù)采集下一幀圖像。

　　1.1 處理器

　　Blackfin處理器是ADI公司與Intel公司2003年4月聯(lián)合開發(fā)的體現(xiàn)高性能體系結(jié)構(gòu)的首款第四代DSP產(chǎn)品，主要面向嵌入式音頻、視頻和通信等領(lǐng)域。ADSP-BF533是目前Blackfin系列數(shù)字信號處理器中性能較高的一款，具有600MHz的主頻、雙16位的MAC(乘加器)和兩個40位的ALU(算術(shù)邏輯單元)、四個8位的視頻處理單元、八個算術(shù)寄存器、10個地址尋址單元，并且集成了大量的外圍設(shè)備和存儲器接口，每秒運(yùn)算速度最高達(dá)到1200MMAC(兆次乘法加法運(yùn)算)，并且ADSP-BF533在達(dá)到600MHz性能水平時的功耗僅為280mW，能耗很小。在圖像處理上的優(yōu)點(diǎn)更為突出，可針對圖像特點(diǎn)運(yùn)用二維DMA傳輸數(shù)據(jù)，大大加快和方便圖像數(shù)據(jù)的傳送和處理。ADSP-BF533系列DSP具有接口豐富，性能優(yōu)良，更具有視頻處理接口及獨(dú)立的視頻指令，特別適用于各種音視頻、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域，充分滿足了系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的要求，在實(shí)際中獲得了廣泛的應(yīng)用。

　　1.2 圖像傳感器

　　美國Omnivision公司的彩色圖像傳感器OV7660具有30萬像素，芯片的像素陣列達(dá)到1300x1280，具有高靈敏度采光、低功耗電源供電等特點(diǎn)且功耗低、體積小，在攝像手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻等方面應(yīng)用比較廣泛。通過先進(jìn)的傳感器技術(shù)，還可以通過減少或者消除圖像瑕玷中的普通光/電資源(如固定樣式噪音(FPN)、拖尾效應(yīng)、閃光等)來產(chǎn)生比較清晰、完全、穩(wěn)定的彩色圖像。對于本系統(tǒng)來說，是一種很好的選擇。

　　0V7660圖像傳感器，內(nèi)置自動曝光控制(AEC)、自動增益控制(AGC)、自動白平衡(AWB)等功能，支持SXGA、VGA、QVGA、QQVGA、CIF、QCIF和QQCIF，可輸出RGB、YUV和YCbCr等多種視頻數(shù)據(jù)格式。0V7660通過一個專用的Camera InteRFace接口與核心處理芯片BF533的PPI接口連接，接口電路如圖1所示。

　　為使芯片正常上作，需要通過串行視頻控制總線(SCCB)總線來配置OV7660的內(nèi)部寄存器，使芯片輸出格式正確的彩色圖像數(shù)據(jù)。

　　1. 3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　要完成系統(tǒng)的功能，除了處理器和圖像采集模塊，通過B1ackfin533的豐富接口，在開發(fā)過程中還要用到以下模塊。

　　(1)SDRAM模塊為系統(tǒng)提供內(nèi)核運(yùn)行、程序運(yùn)行、數(shù)據(jù)緩存的空間;

　　(2)FLASH模塊為系統(tǒng)提供存儲空間;