嵌入式視頻處理平臺的製作方法

2023-06-25 18:17:46 2

專利名稱：嵌入式視頻處理平臺的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於數據處理技術領域，特別設計一種嵌入式圖像處理平臺。
背景技術：
隨著計算機技術普及和發展，以此為基礎的網絡通信技術、音頻和視頻信息處理 技術也得到了飛速發展。作為多種技術的融合，多媒體通信技術正得到越來越廣泛的應用。 各種新型的多媒體通信業務相繼出現並迅速普及市場，比較典型的業務有視頻監控系統、 視頻點播系統、視頻會議系統、以及遠程教育和醫療系統等。數字圖像處理(Digital Image Processing)又稱為計算機圖像處理，它是指將圖 像信號轉換成數位訊號並利用計算機對其進行處理的過程。數字圖像處理最早出現於20 世紀50年代，當時的電子計算機已經發展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和 圖像信息。如今，隨著嵌入式技術的高速發展，圖像處理已進入嵌入式階段，在很多領域具 有廣泛的應用。嵌入式圖像處理平臺將硬體技術、軟體技術有機的結合在一起，實現了多路視頻 採集、實時視頻處理、視頻回放、網絡視頻傳輸及I/O擴展等多種功能。目前，國外一些便攜 式圖像處理平臺價格較高，功能並不完善，對使用者的素質要求較高，不適合我國國情。開 發便攜性強、操作方便的嵌入式圖像處理平臺具有較好的意義。
發明內容本實用新型的目的是提供一種嵌入式圖像處理平臺。該平臺除了具有以上介紹的 通用性能外，還符合我國國情，例如採用了 PAL制視頻格式。既能滿足不同用戶的使用需 求，又能做到操作簡單方便，非專業人員也可輕鬆使用。本實用新型包括嵌入式處理器，圖 像顯示模塊，圖像採集模塊，存儲器模塊，網絡模塊，CPLD模塊，電源監管模塊，電源模塊，電 源指示燈，網絡狀態燈，JTAG接口，I/O擴展引腳。其中圖像顯示模塊數據總線MPO-MPl與VPO 口的VP0D2-VP0D9相連，圖像顯示 模塊直接從VPO 口輸出的BT.656數據流中提取同步信號。圖像採集模塊的數據總線 Y0UT0-Y0UT7 與 VPl 口 的 VP1D2-VP1D9 相連，SCLK 與 VPl 口 的 VP 1CLK0 相連，向 VPl 口提供 時鐘信號。INTREQ與VPl 口的VP1CTL0相連，以獲取採集使能信號。存儲器模塊中SDRAM 採用兩片32位晶片設計，其中一片的數據總線D0-D31與DSP的TED0-TED31相連，另一片 的數據總線D0-D31與DSP的TED32-TED63相連，組合成64位數據總線，SDRAM的時鐘信號 CLK由DSP的AECLK0UT1提供。存儲器模塊中FLASH低19位地址總線A0-A18與嵌入式處 理器低19位地址總線TEA3-TEA21相連，嵌入式處理器的TRE和TWE直接與FLASH的/OE和 TTO相連，提供讀寫選通信號。嵌入式處理器的TCEl與TEA22經過CPLD，共同組成FLASH 的片選信號。網絡模塊由EMAC和MDIO兩部分組成，EMAC具有的MII接口，與嵌入式處理 器的網絡接口無縫連接。CPLD模塊提供存儲器模塊中FLSAH的頁選擇信號。電源監管模塊 的電源監管引腳與主要電源引腳相連，將嵌入式處理器的GPIO引腳與電源監管模塊的看門狗輸入引腳WDI相連。電源模塊提供1.8V和3.3V兩種電源模式。電源指示燈通過電阻 連接在電源上，網絡狀態燈連接在網絡晶片工作指示引腳及地之間。JTAG接口分別連接嵌 入式處理器的仿真引腳。另外，FLASH中固化了嵌入式圖像處理程序。本實用新型功能是圖像採集回放、圖像處理、I/O擴展和網絡傳輸相結合的高性能 嵌入式圖像處理平臺。它通過攝像頭採集視頻信息，同時將採集的視頻信息數位化並處理， 通過網絡傳輸，並可將數字視頻數據轉化為模擬信號送至監視器顯示。該平臺集成了自主 研發的嵌入式圖像處理算法，DSP結構的CPU硬體平臺、視頻採集回放和網絡通信模塊等。 可廣泛應用於視頻監控、圖像處理、視頻跟蹤、計算機視覺等領域。特別適合用於航天和航 空、資源調查(如森林調查、海洋泥沙和漁業調查、水資源調查等)、災害檢測(如病蟲害檢 測、水火檢測、環境汙染檢測等)、資源勘察(如石油勘查、礦產量探測、大型工程地理位置 勘探分析等)、農業規劃(如土壤營養、水份和農作物生長、產量的估算等)、城市規劃(如 地質結構、水源及環境分析等)、生物醫學、通信、工業和工程、軍事公安等方面。

附圖1為本實用新型實施例的功能結構框圖附圖2為本實用新型實施例的CPU結構圖附圖3為本實用新型實施例的視頻採集模塊原理圖附圖4為本實用新型實施例的視頻顯示模塊原理圖附圖5為本實用新型實施例的存儲器模塊原理圖附圖6為本實用新型實施例的CPLD邏輯圖附圖7為本實用新型實施例的網絡模塊原理圖附圖8為本實用新型實施例的電源監管模塊原理圖附圖9為本實用新型實施例的電源模塊原理圖
具體實施方式
接下來結合附圖，對本實用新型的實施例進行具體說明。參考附圖1、2，本實用新 型實施例包括嵌入式處理器1、圖像顯示模塊2、圖像採集模塊3、存儲器模塊4、網絡模塊5、 CPLD模塊6、電源監管模塊7、電源模塊8，另外還包括電源指示燈，網絡狀態燈，JTAG接口， I/O擴展。參考附圖3，在本實用新型的實施例中圖像顯示模塊數據總線MPO-MPl與VPO 口的 VP0D2-VP0D9相連，圖像顯示模塊直接從VPO 口輸出的BT. 656數據流中提取同步信號。參考附圖4，在本實用新型的實施例中圖像採集模塊的數據總線Y0UT0-Y0UT7與 VPl 口的 VP1D2-VP1D9 相連，SCLK 與 VPl 口的 VP1CLK0 相連，向 VPl 口提供時鐘信號。INTREQ 與VPl 口的VP1CTL0相連，以獲取採集使能信號。參考附圖5，在本實用新型的實施例中SDRAM採用兩片32位晶片設計，其中一 片的數據總線D0-D31與DSP的TED0-TED31相連，另一片的數據總線D0-D31與DSP的 TED32-TED63相連，組合成64位數據總線，SDRAM的時鐘信號CLK由DSP的AECLK0UT1提供。 存儲器模塊中FLASH低19位地址總線A0-A18與嵌入式處理器低19位地址總線TEA3-TEA21 相連，嵌入式處理器的TRE和TWE直接與FLASH的/OE和TWE相連，提供讀寫選通信號。嵌入式處理器的TCEl與TEA22經過CPLD，共同組成FLASH的片選信號。參考附圖6、7，在本實用新型的實施例中網絡模塊由EMAC和MDIO兩部分組成， EMAC具有的MII接口，與嵌入式處理器的網絡接口無縫連接。CPLD模塊提供存儲器模塊中 FLSAH的頁選擇信號。參考附圖8、9，在本實用新型的實施例中電源監管模塊的電源監管引腳與主要電 源引腳相連，將嵌入式處理器的GPIO引腳與電源監管模塊的看門狗輸入引腳WDI相連。電 源模塊提供1. 8V和3. 3V兩種電源模式。本實用新型實施例所用的元器件型號如下表所示
元器件名稱型號CPUTMS320DM642AZDKSDRAMHY57V283220TFLASHS29AL032D90TF100網絡晶片BCM5221A4KPT視頻解碼晶片TVP5150AM1視頻採集晶片SAA7121N電源晶片AMS1117, TPS54310CPLD晶片IspLSI2128VE本實用新型實施例已達到的功能和目標(1)採集模擬視頻信息，轉化為數字視頻數據。(2)完成實時數字圖像處理。(3)模擬視頻回放。(4)主機通過網絡接口實時控制或訪問嵌入式處理平臺。(5)自主研發的嵌入式圖像處理算法。(6)支持兩路視頻採集，一路視頻顯示。(7)程序存儲在FLASH中，可將程序導入至SDRAM中運行。(8)完成視頻數據降噪，增強等基本視頻處理。(9)提供目標識別，視頻跟蹤等圖像處理功能。(10)提供遠程圖像數據傳輸，監視，交互信息收發。具體技術指標為
權利要求嵌入式視頻處理平臺，其特徵在於一種嵌入式視頻處理平臺，包括嵌入式處理器(1)、圖像顯示模塊(2)、圖像採集模塊(3)、存儲器模塊(4)、網絡模塊(5)、CPLD模塊(6)、電源監管模塊(7)、電源模塊(8)；其中將嵌入式處理器(1)的VP1口設置成視頻採集埠，將VP0口設置成視頻顯示埠，在YOUT埠以BT.656格式輸出，VP1口從輸入的BT.656視頻流中提取SAV和EAV，以獲取水平同步信號和垂直同步信號；圖像顯示模塊(2)的數據總線MP0 MP1與VP0口的VP0D2 VP0D9相連，圖像顯示模塊(2)直接從VP0口輸出的BT.656數據流中提取同步信號；圖像採集模塊(3)的數據總線YOUT0 YOUT7與VP1口的VP1D2 VP1D9相連，SCLK與VP1口的VP1CLK0相連，向VP1口提供時鐘信號，LNTREQ與VP1口的VP1CTL0相連，以獲取採集使能信號；存儲器模塊(4)中SDRAM採用兩片32位晶片設計，一片的數據總線D0 D31與DSP的TED0 TED31相連，另一片的數據總線D0 D31與DSP的TED32 TED63相連，組合成64位數據總線，SDRAM的時鐘信號CLK由DSP的AECLKOUT1提供，存儲器模塊(4)中FLASH低19位地址總線A0 A18與嵌入式處理器低19位地址總線TEA3 TEA21相連，嵌入式處理器(1)的TRE和TWE直接與FLASH的/OE和TWE相連，提供讀寫選通信號，嵌入式處理器(1)的TCE1與TEA22經過CPLD，共同組成FLASH的片選信號；網絡模塊(5)由EMAC和MDIO兩部分組成，EMAC具有的MII接口，與嵌入式處理器(1)的網絡接口無縫連接；CPLD模塊(6)提供存儲器模塊(4)中FLSAH的頁選擇信號；電源監管模塊(7)的電源監管引腳與主要電源引腳相連，將嵌入式處理器(1)的GPIO引腳與電源監管模塊(7)的看門狗輸入引腳WDI相連；電源模塊(8)提供1.8V和3.3V兩種電源模式。
2.根據權利要求1所述的一種嵌入式視頻處理平臺，其特徵還包括電源指示燈，網絡 狀態燈，JTAG接口，I/O擴展引腳；其中電源指示燈通過電阻連接在電源上，網絡狀態燈連 接在網絡晶片電源引腳及地之間，JTAG接口分別連接嵌入式處理器(1)的仿真引腳，包括 TRST，TDI，TDO，TCK，TMS，EMUO 禾P EMUl。
專利摘要一種嵌入式圖像處理平臺，包括嵌入式處理器1、圖像顯示模塊2、圖像採集模塊3、存儲器模塊4、網絡模塊5、CPLD模塊6、電源監管模塊7、電源模塊8、該平臺集成了自主研發的嵌入式圖像處理算法，DSP結構的CPU硬體平臺、視頻採集回放和網絡通信模塊等。它通過攝像機採集視頻信息，處理視頻數據，再利用網絡將數據發布出去。該平臺可廣泛應用於視頻監控、圖像處理、視頻跟蹤、計算機視覺等領域。
文檔編號H04N7/18GK201733395SQ20092009336
公開日2011年2月2日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者李程貴 申請人:李程貴;刁玉峰;曹景太