[實(shí)用新型]基于ARM嵌入式處理器的多路視頻圖像采集裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920126615.3
• 申請(qǐng)日: 2009-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201369789Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛平;汪然;吳登權(quán);宋晨煒;王曉峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶市易博數(shù)字技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N7/18
• 分類(lèi)號(hào): H04N7/18;G08G1/01
• 代理公司: 重慶華科專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及視頻圖像采集與處理技術(shù)，應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)ITS(Intelligent?Transport?System，智能交通系統(tǒng))。

背景技術(shù)

交通場(chǎng)景中車(chē)輛對(duì)象的實(shí)時(shí)檢測(cè)是ITS系統(tǒng)中最重要也是最基本的功能，檢測(cè)的正確與否直接關(guān)系到智能交通控制與管理決策的正確性。通常，由攝象機(jī)采集到的視頻信號(hào)均為模擬信號(hào)，對(duì)其直接進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)和處理比較困難。因此，必須將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，才能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)處理能力強(qiáng)、速度快的特點(diǎn)，并在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)視頻圖像信號(hào)的可靠傳輸、存儲(chǔ)和處理。用硬件實(shí)現(xiàn)圖像采集和處理，開(kāi)發(fā)難度大、成本高。目前，大多數(shù)視頻圖像處理采用的是DSP(Digital?Signal?Processor，數(shù)字信號(hào)處理器)處理器，如TI公司C6000系列的DSP中有專(zhuān)門(mén)針對(duì)多媒體的處理器，雖然DSP有很強(qiáng)的圖像處理能力，但其成本也非常的昂貴。針對(duì)要求不是特別嚴(yán)格的視頻圖像處理應(yīng)用，從工程的角度出發(fā)，可以選擇一種即能夠滿(mǎn)足應(yīng)用要求又能夠最大程度地降低成本的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在智能交通系統(tǒng)視頻圖像處理中采用DSP處理器成本高的缺陷，采用一種在工程應(yīng)用中使用較為廣泛的工業(yè)級(jí)嵌入式處理器AT91RM9200，并配合低成本的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)和SAA7113視頻A/D轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計(jì)了一種多路視頻圖像信號(hào)采集裝置，即滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)圖像采集的要求，同時(shí)又降低了成本，實(shí)現(xiàn)了多路視頻圖像采集的應(yīng)用要求。

本實(shí)用新型具體采用如下技術(shù)方案：采用AT91RM9200嵌入式處理器和FPGA組成多路視頻圖像采集裝置的主控制器，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多路視頻圖像信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。多路圖像視頻采集裝置包括：嵌入式處理器AT91RM9200、主控制器FPGA、視頻采集電路SAA7113、RCA轉(zhuǎn)接口、選通器FPGA(95144XL)、SDRAM(Synchronous?Dynamic?Random?Access?Memory，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、攝像機(jī)。攝像機(jī)通過(guò)RCA轉(zhuǎn)接口與視頻采集電路相連，將攝像機(jī)采集的視頻圖像信號(hào)源輸入到對(duì)應(yīng)的視頻采集電路中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，視頻圖像信號(hào)源可以是CCD(Charge?Couple?Device，電荷耦合器件)攝像機(jī)也可以是其他視頻圖像傳感器或模擬視頻信號(hào)源。視頻圖像信號(hào)為CVBS(CompositeVideo?Broadcast?Signal，復(fù)合視頻廣播信號(hào))模擬信號(hào)。視頻采集電路中的A/D轉(zhuǎn)換電路完成CVBS視頻模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。多個(gè)視頻采集電路的輸出連接選通器FPGA，選通器FPGA的輸出連接主控制器FPGA輸入端。主控制器FPGA以I²C(Inter-Integrated?Circuit，內(nèi)部集成電路)方式配置視頻采集芯片SAA7113，使其輸出的視頻數(shù)據(jù)格式為YUV(YCrCb，亮度和色差)(4:2:2)格式；然后，再對(duì)多路視頻信號(hào)進(jìn)行多選一控制，并分別將輸出的視頻數(shù)據(jù)導(dǎo)入主控制器FPGA中，主控制器FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，由嵌入式處理器將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDRAM存儲(chǔ)器中。主控制器FPGA通過(guò)嵌入式處理器以從串方式進(jìn)行配置，采用基于嵌入式LINUX操作系統(tǒng)的控制軟件和底層驅(qū)動(dòng)程序接口，可實(shí)現(xiàn)多路視頻圖像采集和滿(mǎn)足各種不同視頻圖像實(shí)時(shí)采集的應(yīng)用要求。

該裝置是為實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控城市道路交通場(chǎng)景中機(jī)動(dòng)車(chē)輛的違章行為而設(shè)計(jì)的一種基于ARM(Advanced?RISC?Machine)嵌入式處理器的多路視頻圖像采集方法與裝置。從實(shí)際工程應(yīng)用的角度出發(fā)，即能夠滿(mǎn)足城市道路交通現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的要求，又能夠最大程度地降低成本。

附圖說(shuō)明

圖1是多路視頻采集裝置的系統(tǒng)原理框圖

圖2是視頻圖像采集電路連接圖

圖3是以從串方式配置FPGA接口電路圖

圖4為從串方式配置FPGA流程圖

圖5為視頻圖像數(shù)據(jù)采集程序流程圖

具體實(shí)施方式

以下參照附圖和具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施進(jìn)行具體描述：

圖1為基于ARM嵌入式處理器的多路視頻采集裝置的系統(tǒng)原理框圖。該多路圖像視頻采集裝置包括：ARM嵌入式處理器AT91RM9200、可編程陣列主控制器FPGA(XC2S100)、視頻圖像采集電路SAA7113、RCA轉(zhuǎn)接口、選通器FPGA(95144XL)、SDRAM存儲(chǔ)器、攝像機(jī)、串行接口UART、網(wǎng)絡(luò)接口NET、采用基于嵌入式LINUX操作系統(tǒng)的控制軟件和底層驅(qū)動(dòng)程序接口。