基于新型图像传感器的视频监控记录系统的DSP实现

论文摘要

电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展,促进了视频技术的发展和在现实生活中的广泛应用。各种新颖的视频应用系统层出不穷,如数字摄像机、电视会议、可视电话、网眼、视频点播以及各种类型的监控监视系统。本系统主要由图像摄取、图像压缩、图像数据存储和图像数据提取四部分组成。图像摄取部分使用了CMOS图像传感器。CMOS图像传感器以其能较容易地做成芯片系统、产品尺寸小、功耗低、价格低廉等优点,正逐渐的成为图像传感器应用中的主流产品。图像压缩部分使用了TI公司的54系列定点DSP芯片,它是系统的核心,不仅要完成图像压缩的工作,还要完成控制其它芯片的任务。图像数据存储部分使用了CF卡作为存储器。由于具有存取速度快、体积小、重量轻和通用的特点,使得CF卡被广泛的应用。按照系统的小型化要求,系统的所有元件都使用表贴器件,高密度布线,并使用电路板叠接的方式,使系统的硬件平台集成在120mmX85mm的较小的电路板上。按照系统的功能要求,电路板上集成了TI的数字信号处理器TMS320VC5416、CMOS图像传感器OV8610、可编程逻辑器件EPM7128STC100、FLASH存储器AT29LV020、帧存储器IS61LV25616、程序存储FLASH、时钟芯片DS1302S、CF卡。为了减轻工作量和工作复杂度,在微机上参照图像处理器所采用的压缩算法,使用VC++编写程序,对从硬件平台的OV8110上提取的原始图像数据进行了压缩。结果,600K的原始图像数据经压缩后只有15.1K,压缩比达到了40：1。图像质量虽然有一定损失,但压缩后的图像还是可以接受的。如果,将程序经过适合DSP和系统环境的修改,移植到DSP上完全调试通过后,原本按照2帧／秒的帧率只能存贮不到4分钟未经压缩图像的256Mbyte的CF卡,就可以存储近2个半小时的压缩图像了。以后采用更大容量的CF卡,就可以记录更长时间的图像了。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 系统的方案选择
• 1.2.1 系统的构成
• 1.2.2 系统主要器件的选择
• 1.2.3 图像压缩算法选择
• 1.3 本文的工作
• 第2章 JPEG压缩算法
• 2.1 编解码基本结构
• 2.2 基于DCT的编解码
• 2.2.1 数据格式
• 2.2.2 数据平移
• 2.2.3 正余弦变换和逆余弦变换
• 2.2.4 量化和反量化
• 2.2.5 对量化系数的编码
• 2.3 文件存储格式
• 2.3.1 简化的标记信息
• 2.3.2 文件的结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 图像传感器OV8610的应用
• 3.1 CMOS传感器应用前景概述
• 3.2 OV8610芯片概述
• 3.2.1 OV8610功能及特点
• 3.2.2 芯片封装说明
• 3.2.3 芯片输出的图像数据格式及时序
• 3.3 OV8610芯片的应用
• 3.3.1 片内寄存器
• 3.3.2 SCCB总线
• 3.4 本章小结
• 第4章 CF卡的使用与编程
• 4.1 CF卡概述
• 4.1.1 CF卡的结构和引脚定义
• 4.1.2 CF卡的ATA寄存器及命令
• 4.1.3 CF卡在IDE模式下与DSP的接口
• 4.2 CF卡的数据存储格式
• 4.2.1 分区结构
• 4.2.2 FAT文件系统
• 4.2.3 文件的建立
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统的硬件与软件实现
• 5.1 系统的硬件设计
• 5.1.1 系统硬件框图
• 5.1.2 系统硬件实物图
• 5.2 DSP系统的各部分功能实现
• 5.2.1 DSP的存储空间分配
• 5.2.2 多通道缓冲串口应用
• 5.2.3 DSP软件开发
• 5.2.4 DSP程序算法流程
• 5.2.5 VC5416的用户程序引导加载
• 5.2.6 系统的逻辑控制实现
• 5.3 图像的计算机模拟压缩验证
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 个人简历