基于DSP的微光视频图像实时处理研究

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1、摘要开展基于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9000MIPS(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

2、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3X3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

3、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I'0](DMA，DircctMemoryAccess)来传送块状数据，以缓解数据传输的压力。本课题使用EDMA(EnhanceDMA)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(QuickDMA)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

4、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。关键词：DSP、微光视频图像、实时处理AbstractTheresearchonlow-light·-levelvideoimagereal··timeprocesshasimportanttheoreticsignificancea

5、ndappliedvalue．ForlOW·light-levelvideoimagereal—timeprocessoradoptingDSP，itisimportantthatDSPandperipheralequipmentshavehi曲speedandpowerfulfunction．TMS320C64xxisspeciallyusedinareasofimageprocessandcommunication．Itsmainfrequencyis1．1GHz．Itsprocessing

6、speedisnearto9000MIPS，anditswholecapabilityishigherthanTMS320C62xxby10～15times．So，UsingTMS320C64xxinlow-light—levelvideoimageprocessissignificanttoimprovethereal-timequalityofthesystem，reducethevolumeandthepowerexhaustionofthesystem．Forremovenoisefro

7、mthelow-light-levelimageeffectivelyandimprovethecontrastofimage，softwaredevelopmentofDSPinthesystemoflow·li—ght-levelimagereal—timeprocessismainlyresearchedinthispaper．Basedonanalyzingcharacteristicoflow-li【ght·levelimage，aimingatthecharacteristicofl

8、ow—light-levelimage，agreatdealofnoiseandlowcontrast，combiningthecharacteristicofTMS320C64xx，3×3medianfilteralgorithmandquickmedianfilteralgorithmisamelioratedforthepurposeofimprovingprocessingspeed．BasedontheresearchofTMS320C64xxprogramandcodeoptimiz