基于DSP的微光视频图像实时处理研究

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开展基于DSP的微光视频图像实时处理技术研究,在当代军用和民用领域都具有很大的理论意义和实用价值。采用DSP的微光视频图像处理器,为了解决图像处理的实时性,关键是要求DSP及其外围器件必须有高的处理速度和强大的功能。TI公司在2000年面向图像处理和通信领域应用推出的TMS320C64xx系列DSP芯片,主频为1.1GHz时,处理速度接近9000 MIPS(百万条指令/每秒),总体性能比TMS320C62xx高出了10~15倍。可见将TMS320C64xx用于微光视频图像的处理,对提高系统的实时性、实现更加复杂的算法、降低系统的体积和功耗无疑具有重要的意义。 本课题以抑制微光图像噪声、增强图像对比度为主要目标,重点对微光图像实时处理系统中DSP的软件开发进行了研究。在分析微光图像特点的基础上,针对微光图像噪声大、对比度低的特点,结合TMS320C64xx系列DSP的特点,以提高处理速度为目标,提出了改进的3×3中值滤波算法和超快速中值滤波算法。在研究TMS320C64xx的软件编程和代码优化的基础上,实现了改进的3×3中值滤波算法、改进的5×5超快速中值滤波算法和直方图均衡算法,并对影响处理速度的关键代码进行了优化,取得了很好的效果。 在实时图像处理中,图像数据的传输常常是系统性能的一个瓶颈,为此应尽可能地使用直接存储器访问(DMA,Direct Memory Access)来传送块状数据,以缓解数据传输的压力。本课题使用EDMA(Enhance DMA)实现视频数据的输入输出,设计了双缓冲视频数据输入输出方案;使用QDMA(Quick DMA)实现外部存储器和内存缓冲区之间的图像数据传输,设计了一组图像数据管理函数对QDMA传输请求进行封装,方便了程序的开发、维护和调试。 本文最后对基于实时操作系统DSP/BIOS的程序开发进行了研究。TI推出的DSP/BIOS是为开发者量身定做的一个优秀软件平台。本课题在该软件平台上实现了外部硬件中断的仿真、视频数据输入输出EDMA传输的仿真,并进行了微光图像增强算法的改进及优化效果分析,其结果是满意的。
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