利用多核Blackfin處理器實(shí)現(xiàn)基于攝像頭的交通標(biāo)志識(shí)別

DMA的使用
　　
　　DMA通道可以傳送來自于內(nèi)部或外部存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，而且傳送時(shí)僅占用最少的CPU周期。還可以利用DMA傳輸對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織。圖像處理應(yīng)用往往使用二維的數(shù)據(jù)域(代表著傳感器采集到的2維平面圖像)，而且很多經(jīng)典的濾波操作也是由這些數(shù)據(jù)域的矩陣乘法(2維卷積)組成。因?yàn)镈MA通道的工作獨(dú)立于處理器內(nèi)核，因此在當(dāng)前數(shù)據(jù)集正被處理的過程中，下一組數(shù)據(jù)集就可以被載入系統(tǒng)中。此外，由于DMA控制器能夠確保各通道間的同步，因此即使多個(gè)DMA通道正在訪問相同的存儲(chǔ)器，他們也可以并行工作。

　　如圖3所示，一個(gè)DMA傳輸是通過向DMA控制器的兩個(gè)寄存器的寫入操作來啟動(dòng)的。然后，DMA控制器使用已存儲(chǔ)的描述符表，該表記錄了有待執(zhí)行的活動(dòng)。舉例來說，該描述符表包含了數(shù)據(jù)的目的地址和/或源地址，以及有待傳輸?shù)膯卧獢?shù)量，當(dāng)只需要數(shù)據(jù)的一個(gè)子集時(shí)，該表還可能包括地址的跳轉(zhuǎn)信息。在DMA控制器中，幾百兆字節(jié)的信息傳輸通過向兩個(gè)寄存器的寫入操作即可啟動(dòng)。

　　Blackfin處理器將存儲(chǔ)器細(xì)分為3個(gè)層次。1級(jí)存儲(chǔ)器(L1)允許以處理器內(nèi)核的時(shí)鐘頻率來訪問數(shù)據(jù)。該頻率可高達(dá)600MHz，具體取決于處理器的類型。處理器在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以執(zhí)行從L1存儲(chǔ)器載入數(shù)據(jù)的指令。2級(jí)存儲(chǔ)器(L2)允許以處理器內(nèi)核時(shí)鐘頻率的一半來訪問數(shù)據(jù)。因此，載入數(shù)據(jù)需要經(jīng)過2個(gè)時(shí)鐘周期。3級(jí)存儲(chǔ)器(L3)是指外部存儲(chǔ)器。所連接的SDRAM存儲(chǔ)器可以在高達(dá)133MHz的頻率下工作。訪問該存儲(chǔ)器需要幾個(gè)時(shí)鐘周期。為了確保高效處理，對(duì)時(shí)間要求最嚴(yán)格的數(shù)據(jù)和指令應(yīng)該駐留在最快的可用存儲(chǔ)器內(nèi)。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)

交通標(biāo)志識(shí)別處理模塊 

 　　將交通標(biāo)志識(shí)別視為一系列的處理模塊是一種有效的方法，具體描述如下：

　　1. 視頻接口(PPI)接收視頻圖像，并通過一個(gè)DMA通道將其保存在存儲(chǔ)器中。

　　2. Sobel探測器對(duì)圖像進(jìn)行濾波，使圖像只有邊沿部分仍然可見。只有圖像的高頻部分可以通過。從濾波后的圖像中可以計(jì)算出邊沿的厚度和邊沿的朝向。

　　3. 利用Sobel濾波器輸出的矢量場，Hough變換能夠產(chǎn)生一個(gè)由多個(gè)可能的圓環(huán)構(gòu)成的視場。 

　　4. 簇形成這一步驟收集鄰近的點(diǎn)，決定所有可能的圓環(huán)的權(quán)重，并儲(chǔ)存其位置。

　　5. 圓環(huán)探測器建立在來自于上一步驟的位置指示的基礎(chǔ)上，可以利用來自于Sobel濾波處理步驟的邊沿?cái)?shù)據(jù)提取出圓環(huán)。此時(shí)，就可以識(shí)別出一個(gè)交通標(biāo)志，但尚未識(shí)別出其內(nèi)部的數(shù)字。

　　6. 在數(shù)字識(shí)別模塊中，圓環(huán)狀的交通標(biāo)志被載入，經(jīng)過縮放后與交通標(biāo)志的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)庫中的圖樣或圖例進(jìn)行比較。具有最高概率的數(shù)字則被輸入到最高位置處的列表上。

　　7. 可能性最高的交通標(biāo)志圖像被選中，然后復(fù)制到待發(fā)送的視頻圖像上。標(biāo)志的圖像被用來生成視頻疊加。此時(shí)顯示的圖像為縱向。隨后還將執(zhí)行3個(gè)附加的步驟：從YUV格式到RGB格式的色彩空間變換，從VGA到顯示格式(在本例中是VGA/4)的縮放，以及圖像的旋轉(zhuǎn)。圖像通過第二條并行接口被傳送到TFT顯示器上。圖4以圖形方式示出了這些步驟。