4-71  高速图像处理系统的研制

刘志强

高速图像处理系统是工作在主控计算机上的一个子系统，该系统可以完成图像处理的采集、处理和显示，从而实现目标识别与跟踪的智能信号处理。高速图像处理系统体现在高帧频的图像处理，主要用于快速目标的探测和捕获。根据图像处理系统的视频源提供的两路视频输出，即模拟视频输出和数字视频输出，设计了基于ADTS201高速DSP和大规模可编程逻辑器件的硬件平台。该硬件系统具有较强的系统功能可扩展性，具有高速运算能力，支持高帧频的对运动目标实时的识别与跟踪数字图像处理算法。

系统由图像数据输入电路模块、DSP处理阵列模块、LCD显示模块和PCI接口电路模块4部分组成。系统核心为4片ADTS201芯片的DSP处理阵列，DSP1接收来自图像数据输入电路处理后的视频信号，完成图像数据的接受和组装，根据算法要求，还可以进行图像的预处理；DSP2和DSP3主要完成了图像数据处理算法，获得目标参数；DSP4根据控制模式要求，完成数据位的转换，输出给相应的外围接口LCD显示电路或PCI接口电路。

对硬件系统进行了调试。DSP调试工具为VisualDSP，采用AD汇编编程。PCI驱动采用WINDRIVER实现，VC调试。PCI接口把DSP阵列处理目标信息输入给上位机，在上位机显示图像和目标数据，同时还可以根据图像处理的目标信息，通过上位机，实现后继电机的位姿控制。

图像处理系统对数字和模拟通道数据进行处理，实现了每秒100帧的简单图像处理算法，复杂算法需要进一步优化。DSP阵列处理的图像在LCD模块和上位机界面显示正常。该硬件系统能够作为图像处理算法软件调试和应用的实时硬件平台。实时要求图像处理算法每帧处理DSP指令周期不大于10 M指令周期。该硬件系统延时包括DSP图像处理延时，传输和硬件延时，总延时小于40 ms。