基于雙CPU的實時光電圖像識別系統(tǒng)

摘要 提出并設計一種新型的基于雙CPU技術的光電圖像識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由目標圖像采集與處理模塊、光電相關聯(lián)合變換模塊以及自動識別模塊組成。采用TMS320C6416與FPGA完成目標圖像的采集與處理．采用ARM9處理器S3C2440完成對相關功率譜的采集與目標圖像識別。與傳統(tǒng)光電圖像識別系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)實時性和精度更高，并可實現(xiàn)智能化和網絡化。

關鍵詞 圖像識剮 光電圖像處理TMS320C6416 S3C2440 自動識別模塊

引 言

    光電混合模式識別以其高速并行處理和無串擾的優(yōu)點成為實現(xiàn)模式識別實用化和實時化的重要途徑，其在目標識別、指紋識別、光纖檢測、工業(yè)零件識別、汽車牌照識別等領域得到了廣泛的研究和應用[1．2]，并取得了很好的識別效果。

    但在實際應用中，待識別的目標圖像需要經過圖像預處理和畸變處理等操作。針對圖像的實時處理要求，本文將聯(lián)合變換相關識別系統(tǒng)與數字信號處理中的雙CPU技術相結合，采用“FPGA+DSP+ARM”架構，研究與設計一種新型的光電混合圖像識別系統(tǒng)。利用TMS320C6416與FPGA完成目標圖像的采集與處理，利用ARM9處理器S3C2440完成對相關功率譜的采集與目標圖像識別，從而實現(xiàn)畸變不變模式識別的快速和準確性。并實現(xiàn)了該系統(tǒng)的智能化和網絡化。

    該光電混合圖像識別系統(tǒng)每秒能處理25幀圖像，可實現(xiàn)真正的動態(tài)圖像識別，因而對圖像識別有很好的實用性。

1 光電混合圖像識別系統(tǒng)

    光電混合圖像識別系統(tǒng)是基于光電混合聯(lián)合變換相關器的一種系統(tǒng)，本文提出并設計的光電混合圖像識別系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示。

    ARM9處理器S3C2440與DSP間為主／從方式，DSP與FPGA問也為主／從方式。由DSP和FPGA組成的目標圖像采集與處理模塊，將待識別的目標通過攝像頭1傳輸到DSP中，DSP完成對目標圖像的預處理和畸變處理等處理過程。然后，DSP將處理后的目標圖像和參考圖像構成的聯(lián)合輸入圖像實時輸出到液晶電視上，聯(lián)合圖像經過激光光束的照射后，經傅里葉變換透鏡3后，形成聯(lián)合圖像傅里葉頻譜。該頻譜經低通濾波后，得到所需的中心頻譜[3]，并通過攝像頭2接收進入ARM9處理器S3C2440，來完成圖像頻譜的振幅調制及傅里葉逆變換的處理，得到所需互相關結果。由于真目標互相關信號較強，假目標的互相關信號很弱，可以通過設定閾值來判斷真假目標圖像，即當相關結果大于閾值時，識為真目標，小于閾值時，識為假目標。當判為假目標時，通過通信接口控制DSP繼續(xù)進行圖像采集與處理，實現(xiàn)下一個目標的圖像識別，直至判別出真目標。{{分頁}}

2 系統(tǒng)設計

    該光電圖像識別系統(tǒng)主要由目標圖像采集與處理模塊、光電相關聯(lián)合變換模塊以及自動識別模塊組成，采用TMS320c6416DSP與FPGA來完成目標圖像的采集與處理，采用ARM9處理器S3C2440來完成對相關功率譜的采集與目標圖像識別。

2．1 TMS320C6416

    C64x是TI公司推出C6000系列DSP中的最新成員，采用了VelociTI1．2結構，其主要在內部CPU功能單元、通用寄存器組及其數據通路等方面進行了較大的改進。C64x具有8個相互獨立的功能單元，其中包含6個支持單周期內單32位、雙16位或4個8位數據操作的算術邏輯單元，以及2個支持單周期雙16