由于雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)可以模仿人眼功能，感知三維世界信息，能夠得到被測(cè)對(duì)象到CCD攝像機(jī)的深度信息，近幾年已開(kāi)始在需要三維立體檢測(cè)的領(lǐng)域得到應(yīng)用。另外，雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)也可用于多場(chǎng)景監(jiān)控，大大擴(kuò)展了人的視野范圍。雙目視覺(jué)一直是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的熱門研究課題，在工業(yè)控制、智能交通、金融、公共安全等應(yīng)用領(lǐng)域逐漸顯示出非常廣闊的發(fā)展前景。詳細(xì)分析和研究基于DM642的雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案，并在DM642開(kāi)發(fā)評(píng)估板(EVM)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

1 雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
    該雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。在圖1中，雙通道視頻編碼、解碼芯片采用Philips公司的SAA7105和SAA7115H。SDRAM使用的是Hynix公司容量為128 Mb的兩片HY57V283220T系列芯片。FLASH選用AMD公司的AM29LV系列芯片，容量為8 Mb。核心處理芯片是TI公司的DM642，豐富的外圍接口和完全的可編程性，使得它在數(shù)字視頻處理領(lǐng)域具備了廣泛應(yīng)用的條件。

    系統(tǒng)利用雙CCD攝像機(jī)和2片SAA7115H，DM642的2個(gè)視頻捕獲視頻端口Video Port0和VideoPort1組成了既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系的雙通道視頻采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙通道視頻的實(shí)時(shí)采集。雙CCD攝像機(jī)捕獲的模擬視頻信號(hào)經(jīng)各自通道SAA7115H模／數(shù)轉(zhuǎn)換后，形成BT．656格式的數(shù)字視頻信號(hào)，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，從DM642的Video Port0，1輸入；在DM642中，雙通道視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)相應(yīng)算法處理后，由VideoPort 2經(jīng)視頻編碼芯片SAA7105數(shù)／模轉(zhuǎn)換后輸出PAL制式模擬視頻信號(hào)到監(jiān)視器進(jìn)行顯示，最終實(shí)現(xiàn)在一個(gè)監(jiān)視器上可自由切換輸出的雙通道視頻，也可同時(shí)顯示。
    系統(tǒng)通過(guò)DM642的EMIF接口，連接SDRAM和FLASH存儲(chǔ)器。SDRAM擴(kuò)展了系統(tǒng)的可用存儲(chǔ)空間，系統(tǒng)的初始化代碼和配置信息則存儲(chǔ)在FLASH中。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)軟件流程如圖2所示。

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    該系統(tǒng)軟件采用基于DSP／BIOS的TI參考框架RF-5(Reference Framework)，協(xié)助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流程中各個(gè)環(huán)節(jié)的交互和協(xié)調(diào)同步。在進(jìn)入DSP／BIOS的調(diào)度程序之前，程序需要初始化多個(gè)要使用的模塊。包括：
    (1)DM642和系統(tǒng)板的初始化。系統(tǒng)執(zhí)行BIOS和CSL的初始化，EMIF、的CE0和CE1空間設(shè)定為允許高速緩存，設(shè)定DMA優(yōu)先權(quán)隊(duì)列長(zhǎng)度為最大值，L2請(qǐng)求的優(yōu)先權(quán)設(shè)定為最高，DMA管理器初始化時(shí)將其內(nèi)部和外部的堆棧進(jìn)行分配。
    (2)RF-5模塊初始化。系統(tǒng)的通道模塊設(shè)定為RF-5，初始化RF-5中的ICC和SCOM模塊必須的內(nèi)部單元通信和信息傳遞，按照內(nèi)部和外部的堆棧緩沖執(zhí)行來(lái)設(shè)定通道。
    (3)建立捕獲和回放通道。建立和啟動(dòng)一個(gè)捕獲通道，建立和啟動(dòng)一個(gè)回放通道。
    在完成初始化工作后，系統(tǒng)進(jìn)入DSP／BIOS調(diào)度程序管理下的采集、任務(wù)、顯示3個(gè)線程。這3個(gè)線程通過(guò)RF-5的SCOM模塊互相發(fā)送消息。采集線程主要負(fù)責(zé)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的獲取，用以完成捕獲數(shù)字視頻信號(hào)的工作，然后將YUV 4：2：2格式進(jìn)行色差信號(hào)重采樣，以變?yōu)閅UV 4：2：0格式。任務(wù)線程通過(guò)加載GEL控件(．gel)，在生成的對(duì)話框中用鍵盤輸入代表相應(yīng)視頻通道功能的數(shù)字，系統(tǒng)即調(diào)用與該數(shù)字對(duì)應(yīng)的程序代碼，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通道的實(shí)時(shí)視頻采集。顯示線程等待獲得任務(wù)線程處理完畢后的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行反向的重采樣，以便將得到Y(jié)UV 4：2：2格式的圖像送SAA7105進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，并送監(jiān)視器顯示。

3 系統(tǒng)功能測(cè)試
    在測(cè)試中，當(dāng)程序加載完畢后，DM642 EVM開(kāi)始工作，雙通道開(kāi)始實(shí)時(shí)采集視頻，處理并顯示在監(jiān)視器上。由于程序設(shè)定，顯示的畫面為雙通道視頻圖像。每個(gè)通道畫面各占顯示器的一半，如圖3所示。

    加載Channel．gel文件并運(yùn)行，在生成的對(duì)話框中分別輸入0，1(分別代表選擇視頻通道0，1工作)。程序運(yùn)行后，監(jiān)視器上顯示的視頻圖像從顯示雙通道畫面無(wú)延時(shí)的切換到顯示視頻通道0，1的畫面，如圖4所示。

    測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙通道視頻2個(gè)通道的自由協(xié)調(diào)切換，具有很好的實(shí)時(shí)性。

4 結(jié) 語(yǔ)
    對(duì)基于DM642芯片的雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，研究并給出了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。使用GEL控件，實(shí)現(xiàn)了雙通道實(shí)時(shí)視頻采集、顯示的協(xié)調(diào)工作，為雙目視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)的后續(xù)研究提供了軟硬件支持。