目前，交通監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)大多以緊急報警、車輛定位與語音通信為主，圖像方面的應(yīng)用不多。本文正是基于這樣的考慮，設(shè)計了車輛圖像采集與處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集車后方的圖像信息，實時地傳送給前方的顯示屏顯示，司機可通過顯示屏實時觀測后方路面及車輛狀況，倒車時可以及時發(fā)現(xiàn)后方障礙物及行人，安全避讓。

　　實時圖像采集處理系統(tǒng)的組成及工作原理

　　本系統(tǒng)由模擬攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)，通過視頻解碼芯片將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號。CPLD 作為采樣控制器，完成數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的存儲和時序控制。本設(shè)計選用 TMS320C6416 實現(xiàn)系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理。具體組成如圖 1 所示。

　　視頻采集模塊

　　圖像的輸入由模擬攝像頭完成（本系統(tǒng)選用黑白攝像頭）。攝像頭輸出為標準的復(fù)合視頻信號（CVBS），該信號必須經(jīng)過視頻解碼和 A/D 變換后進入數(shù)字系統(tǒng)才有效。由于模擬視頻信號非常復(fù)雜，除了包含圖像信號之外，還包括行同步信號、行消隱信號、場同步信號、場消隱信號等。因而，對視頻信號進行 A/D 轉(zhuǎn)換的電路非常復(fù)雜。本設(shè)計選用 TI 公司的視頻解碼芯片 TVP5146 完成從模擬到數(shù)字視頻的轉(zhuǎn)換。TVP5146 允許 10 路模擬視頻輸入，具有 4 路 10bit 30MSPS A/D 轉(zhuǎn)換器；場同步信號 VS，行同步信號 HS，奇偶場信號 FID，時鐘輸出信號 DATACLK 等都由引腳直接引出，省去同步時鐘電路的設(shè)計。

　　基于 DSP 的圖像處理模塊

　　實時圖像處理系統(tǒng)設(shè)計的難點是如何在有限的時間內(nèi)完成大量圖像數(shù)據(jù)的處理。只有圖像處理系統(tǒng)的處理速度達到每秒 25 幀以上時才能達到實時的效果，所以在系統(tǒng)設(shè)計中，處理器是關(guān)鍵，要求處理器運算速度快、實時處理能力強，并且還具有高速的存儲器及 I/O 存取能力。本設(shè)計選用 TMS3206416DSK 作為視頻信號處理系統(tǒng)。TMS3206416DSK 是一個低成本的開發(fā)平臺，用戶可以根據(jù)功能需要擴展硬件設(shè)計，便于硬件開發(fā)，縮短設(shè)計時間。

　　CPLD 控制模塊

　　TMS320C6416DSK 板上含有一片 CPLD，它主要實現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制和存儲器地址解碼功能。本設(shè)計仍需一片 CPLD 完成視頻存儲及顯示的時序控制，選用 Altera 公司的 EPM7064ATC100 來完成上述功能，它的工作電壓是 3.3V，具有 64 個邏輯單元，68 個 I/O 可用引腳，引腳間 4.5ns 延時，其最高的時鐘頻率為 222.2MHz。該器件基于 EEPROM 結(jié)構(gòu)，可以通過 JTAG 接口現(xiàn)場編輯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)邏輯，編程語言為 VHDL。數(shù)字視頻信號輸出時序如圖 2 所示。數(shù)字視頻信號按圖 2 所示時序輸出。以 NTSC 制為例，圖中 Y［9：0］為輸出的亮度視頻信號，DATACLK 為行鎖定系統(tǒng)的輸出時鐘，為像素時鐘頻率的兩倍，即 27MHz，用來同步數(shù)據(jù)采集，HS 為行同步信號，VS 為場同步信號，VBLK 為場消隱信號，F(xiàn)ID 為奇偶場信號。HS 的高電平表示一行有效采樣點 720 個，VS 的高電平表示一場有效信號，對于 NTSC 制信號，單場為 243 行，奇偶場信號 FID 為“1”時，表示當(dāng)前為奇數(shù)場， 為“0”表示偶數(shù)場。