基于DSP+FPGA的紅外圖像小目標檢測系統(tǒng)設計
2.2 存儲模塊
TS201的片上存儲器分為兩個部分:每個內(nèi)核各使用100 KB的專用、高速L1存儲器;128 KB的大容量共享L2存儲器。通過EBIU接口外擴SDRAM和Flash兩種存儲器。選取2片MT48L32M16A2來構成SDRAM存儲器,圖像處理數(shù)據(jù)和圖像處理中間結果可存儲在SDRAM中。系統(tǒng)擴展64 MB的Flash,選用S29GL064M90T,主要存放DSP內(nèi)核程序。
FPGA的存儲系統(tǒng):選取2片IS61LV10248來構成SRAM存儲器,主要用于存儲從SAA7111傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/FPGA">FPGA的數(shù)據(jù),根據(jù)視頻數(shù)據(jù)的奇偶場的關系,在數(shù)據(jù)的存取過程中采用乒乓存取方式,當SRAM1存儲數(shù)據(jù)的時候,FPGA從SRAM2讀取數(shù)據(jù),傳給SAA7121做為顯示使用,當SRAM2存儲數(shù)據(jù)的時候,F(xiàn)PGA從SRAM1讀取數(shù)據(jù),傳給SAA7121做為顯示使用,同時通過對讀時鐘和讀范圍的控制,可以控制圖像的現(xiàn)實范圍和現(xiàn)實方式。具體硬件連接結構如圖5所示。
2.3 DSP雙核以及FPGA之間的通信
在本系統(tǒng)中,涉及到TS201兩個核之間的通信以及TS201與FPGA之間的通信。FPGA給DSP提供預處理之后的圖像數(shù)據(jù),DSP根據(jù)提供的圖像數(shù)據(jù)進行目標檢測算法,并將檢測之后的坐標數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽PGA,F(xiàn)PGA將坐標信息疊加到原始圖像后送給SAA7121顯示。常見的雙核通信主要采用中斷、輪詢兩種通信方式。中斷是利用兩個核的中斷機制來實現(xiàn)FPGA與DSP之間的通信;輪詢是通過在雙核的共享寄存器里設置一些信號量,供雙核通信與訪問??紤]到本系統(tǒng)的應用條件,采用輪詢的通信方式,DSP的異步存儲器的地址空間映射到FPGA,通過FPGA操作數(shù)據(jù)線和地址線,即可完成FPGA與DSP之間的數(shù)據(jù)交互。
2.4 系統(tǒng)工作流程
整個系統(tǒng)的工作流程為:由CCD采集視頻模擬信號,經(jīng)過可編程視頻解碼處理器SAA7111解碼后輸出場同步、行同步、像素時鐘和位寬為16 bit的數(shù)字圖像信號,并將信號送入FPGA中,在FPGA中對送來的數(shù)據(jù)做緩存,預處理,再通過與TS201連接的雙向LINKPORT,把圖像數(shù)據(jù)實時地導入DSP中,在DSP中運行檢測算法,得到被檢測目標的正確坐標,DSP把目標的坐標信息返回到FPGA中,F(xiàn)PGA根據(jù)坐標信息在原始圖像上標示出目標的位置,最后將處理后的圖像信號傳給可編程視頻編碼器SAA7121進行編碼實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換,輸出模擬視頻,并把檢測結果顯示在視頻顯示設備上。
3 結論
首先研究了形態(tài)學Top-hat算子,并利用Top-hat算子進行背景抑制,同時,采用最大類間方差法獲得圖像的閾值,分割背景和目標,實現(xiàn)小目標檢測,通過仿真實驗發(fā)現(xiàn),這種方法能夠在一定程度上減少實際檢測中的虛警率,增加目標檢測的準確性。
利用DSP+FPGA的系統(tǒng)架構設計了實現(xiàn)算法的硬件平臺,這種結構在一定程度上可以滿足實時性和靈活性的要求,具有很強的通用性和可擴展性。并在設計中采用了模塊化設計,這樣的設計便于集中控制,能夠節(jié)省程序運行時間。
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