基于DSP的视频监控技术研究

论文摘要

随着网络技术、视频编解码技术和嵌入式操作系统的迅猛发展,世界将掀起一股强大的视频数字化、网络化浪潮。对于公安、安防行业的发展,必须经历模拟数字混合的阶段,但是最终的趋势必然是全面数字化,即视频在前端进行数字化、网络化,采用嵌入式网络摄像机,利用网络进行传输,采用分布式存储系统,模块化结构,完成视频监控任务。本文首先研究了嵌入式视频处理系统的发展和实现方法,重点对基于专用图像处理芯片的视频采集系统、基于高速DSP的视频采集系统和基于PC的视频采集系统进行了分析。在此研究基础上,根据系统设计要求,论文重点论述了基于TMS320DM642的视频处理系统的硬件设计方法,给出了硬件各部分的详细设计。同时,论文系统地介绍TMS320DM642处理系统的程序设计,包括片内外设选择、系统初始化、EMIF控制寄存器配置、IIC模块配置、EDMA控制寄存器配置、EMAC和MDI0模块配置以及网络视频传说的研究。在分析IIC总线协议的基础上,文中详细叙述了DM642通过IIC模块对视频编解码芯片的寄存器进行配置、校验的流程。系统实现了视频信号的输入、输出,为视频编解码算法开发或视频处理产品设计构建了一个高性能的硬件平台。在最后,论文介绍了针对本硬件平台进行图像算法开发的建议和本平台进一步完善的几点方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1.绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2.研究动机及其优点
• 1.3 论文构架
• 2.系统的总体设计
• 2.1 系统的简介
• 2.2 系统硬件主要功能模块的概述
• 2.2.1 DSP模块
• 2.2.2 EMIF模块
• 2.2.3 视频输入输出模块
• 2.2.4 以太网接口（EMAC）模块
• 2.2.5 系统其他模块
• 2.3 系统的软件模块的集成
• 3.系统硬件设计
• 3.1 DSP模块
• 3.1.1 芯片简介
• 3.1.2 DM642片内外设的选择、初始化配置
• 3.2 EMIF总线模块
• 3.2.1 主要芯片介绍
• 3.2.2 扩展芯片接口设计
• 3.3 视频输入输出模块
• 3.3.1 DM642视频端口VP简介
• 3.3.2 视频捕获通道与VP接口设计
• 3.3.3 视频显示通道与VP接口设计
• 3.4 EMAC模块
• 3.4.1 主要芯片介绍
• 3.4.2 以太网通信模块的实现
• 3.5 其他模块
• 3.5.1 电源电路
• 3.5.2 PLL锁相环电路
• 3.5.3 JTAG电路
• 3.6 电路板的设计
• 3.7 最终设计的PCB板
• 4.系统软件设计
• 4.1 系统的主程序结构
• 4.2 DM642的初始化配置
• 4.2.1 器件复位后的片内外设选择
• 4.3 视频端口的捕获操作
• 4.3.1 视频捕获模式的选择
• 4.3.2 BT.656图像捕获
• 4.3.3 数据采样及打包
• 4.3.4 捕获的同步信号设置
• 4.3.5 BT.656模式视频捕获的流程
• 4.4 视频端口的显示操作
• 4.4.1 视频显示模式选择
• 4.4.2 图像时序和同步信号的设置
• 4.4.3 图像显示
• 4.4.4 BT.656显示的FIFO解包
• 4.4.5 视频显示的帧和场操作
• 4.4.6 BT.656模式视频显示的流程
• 4.5 IIC接口的特性及使用
• 4.5.1 IIC模块初始化
• 4.5.2 通过IIC总线初始化视频编解码芯片
• 5.直拉单晶直径检测算法研究
• 5.1 提拉法GaAs单晶生产工艺
• 5.1.1 应用分析
• 5.2 图像检测算法的实现
• 5.2.1 灰度阈值提取
• 5.2.2 Sobel边缘提取
• 5.2.3 最小二乘拟合算法
• 5.2.4 实验结果分析
• 6.网络监控程序的开发
• 6.1 系统应用程序设计
• 6.2 DSP/BIOS实时内核简介
• 6.3 系统集成参考框架RF5介绍
• 6.4 应用程序的结构及工作流程
• 6.4.1 主线程
• 6.4.2 其他任务线程
• 6.5 网络开发套件（NDK）简介
• 6.6 网络协议栈的初始化和启动
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生期间取得的成果