武汉理工大学硕士学位论文基于DSP的视频监控系统的研究与设计姓名：蔡维娜申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：刘岚20050501武汉理工人学硕j ：学位论文摘要随着计算机软件、硬件技术日新月异的发展和普及，人类已经进入了多媒体信息化时代，基于多媒体技术的监控系统在视觉监视领域发挥着越来越重要的作用。如今，许多商场、银行和智能小区中都安装了监控系统，许多工矿企业都希望利用监控系统实现机房、厂房的无人值守以及防火防盗的自动化、智能化。特别在银行金库、军用仓库等重要场所，可靠性好、智能化程度高的监控系统具有很大的需求市场。现存的视频监控系统主要由工控机和视频图像采集卡构成，存在系统稳定性差、价格高昂等缺点。本文设训了一种基于数字信号处理器( D s P ) 的视频监控系统，系统以T I 的T M S 3 2 0 v c 5 4 0 2 为核心处理器，通过高速视频解码电路完成对模拟视频信号的数字化采集。本文先对该系统所涉及的一些基础理论进行了分析，然后介绍了系统的总体设计思路和具体的软硬件设计工作。在介绍系统的硬件时，主要对硬件的重要组成部分如视频信号的采集、压缩和存储等进行了讨论。系统中的视频采集部分包括视频输入部分和视频处理部分，本设计采用了集成的视频处理芯片S A A 7 11 3 来实现对模拟视频输入信号进行数字转换，采用I z c 总线作为器件的编程接口。系统通过D S P 的I O 口线，由D S P 的软件编程来模拟实现1 2 C 总线的通信，来完成对视频解码芯片的配嚣和通讯。并且采用了一种利用S R A M 芯片的帧存储方法来解决视额信号的采集问题。在视频的压缩问题上，本文考虑到性价比及开发周期等因素，采用的是硬件压缩方式。图像的数据量相比较其他信号来说要大的多，要解决这种大量存储的问题，系统采用I D E 硬盘作为存储介质。同时针对0 S P 芯片片内资源的不足，使用扩展方法来满足系统的需求。为了实现视频监控的智能化，文中最后探讨了一种基于视频序列象索时空相关性检测的运动目标检测算法。将该算法在m a t a b 中进行仿真，实验结果证明了这种算法的有效性和适应性，且具有良好的应用前景。关键字：视频监控数字信号处理器采集运动检测武汉理工大学硕士学位论文A b s t r a c tW i t ht h ed e v e l o p m e n ta n dp r e v a l e n c eo fc o m p u t e rs o f t w a r ea n dh a r d w a r et e c h n o l o g y , t h eh u m a nh a se n t e r e dt h em u l t i m e d i ai n f o r m a t i o na g e M o n i t o r i n gs y s t e mb a s e do nm u l t i m e d i at e c h n o l o g yh a sp l a y e dam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei nt h ev i d e om o n i t o r i n gf i e l d H a v ea l li n s t a l l e dt h em o n i t o r i n gs y s t e mi nal o to fm a r k e t s ，b a n k sa n di n t e l l e c t u a ld i s t r i c t s ，al o to fi n d u s t r i a la n dm i n i n ge n t e r p r i s e sa l lh o p et om a k eu s eo fm o n i t o r i n gs y s t e mt or e a l i z en o b o d yo nd u t yi nt h ec o m p u t e rl a b ，f a c t o r yb u i l d i n ga n da u t o m a t i o na n di n t e l l i g e n to ff i r e p r o o f i n ga n dt h e f t p r o o f i n g E s p e c i a l l yi nt h ei m p o r t a n tl o c a l es u c ha sb a n k ，c a s h b o xa n dm i l i t a r ys t o r a g e ，t h er e l i a b l ea n di n t e l l i g e m i z e dm o n i t o r i n gs y s t e mh a v eh e a v yd e m a n dm a r k e t M o s to fv i d e om o n i t o r i n gs y s t e m sO i lt h em a r k e ta r ec o m p o s e do fi n d u s t r i a lc o n t r o lc o m p u t e rw h i c hw o r ku n s t a b l y ，a n dt h ep r i c ei st o oh i g h I no r d e rt og e tr i d eo ft h e s ed e f e c t s ，i nt h i sp a p e rw ed e s i g nan e ws y s t e mb a s e do nd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s o r T h es y s t e mb a s e do nt h ec o r ep r o c e s s o rT M S 3 2 0 v c 5 4 0 2a c c o m p l i s ht h ed i g i t a lg a t h e ro fa n a l o gv i d e os i g n a lt h r o u g l lh i g hs p e e d i n gv i d e od e c o d ec i r c u i t T h i st e x tf i r s ta n a l y s es o m eb a s i ct h e o r i e st h a tt h es y s t e mh a si n v o l v e d ，t h e ni n t r o d u c et h eg e n e r a ld e s i g ns o l u t i o na n ds p e c i f i ch a r d w a r ea n ds o f t w a r ed e s i g nw o r ko ft h es y s t e m W h i l ei n t r o d u c et h eh a r d w a r e ，w em a i n l yd i s c u s st h ei m p o r t a n tc o m p o n e n to ft h eh a r d w a r es u c ha sc o l l e c t i o n ，c o m p r e s s i o na n ds t o r i n go ft h es i g n a lo ft h ev i d e o ，e t c V i d e og a t h e rp a r ti n c l u d ev i d e oi n p u ta n do u t p u t ，t h ed e s i g na d o p tt h ei n t e g r a t e dv i d e oc h i pS A A 7 113t or e a l i z et h es i g n a lc o n v e r s i o no fa n a l o gv i d e oi n p u ts i g n a l ，i ta d o p tt h e1 2 Cb u sa sp r o g r a m m i n gi n t e r f a c eo ft h ed e v i c e T h i ss y s t e mp a s s e sI 0l i n e ，i m i t a t et or e a l i z e1 2 Cb u sb yt h es o f t w a r ep r o g r a m m i n go fD S P , t of i n i s hd i s p o s i t i o na n dc o m m u n i c a t i o no fv i d e od e c o d i n gc h i p I th a sa d o p t e dak i n do ff l a m es t o r em e t h o dt h a tu t i l i z eS R A Mc h i pt Os o l v et h ec o l l e c t i o no fv i d e os i g n a l O nc o m p r e s s i o n & t h ev i d e o t h j St e x ta d e 。p t sh a r d w a r ec o m p r e s s i o nm e t h o dc o n s i d e r i n gt h ep r i c ea n dd e v e l o p m e n tp e r i o d A st h ed a t aa m o u n to fp i c t u r ei sl a r g e rt h eo t h e rs i g n a l ，t h i ss y s t e ma d o p t sI D Eh a r dd i s ka Ss t o r i n gm e d i u mt os o l v et h ec a p a c i t y D i r e c ta g a i n s tD S Pd e f i c i e n c yo fr e s o u r c e si nc h i p ，w eu s et h em e t h o do fe x p a n d i n gI I武汉理工大学硕士学位论文t om e e ts y s t e m sd e m a n d s I no r d e rt or e a l i z ei n t e l l e c t u a l i t yo fv i d e om o n i t o r i n g ，w ef i n a l l yd i s c u s sak i n do fm o t i o nd e t e c t i o na l g o r i t h mo nt h eb a s i so fv i d e oa r r a ys p a c e t i m er e l a t i v i t yi nt h ea r t i c l e T h ea l g o r i t h mi se m u l a t e di nt h eM a t l a b ，t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l tp r o v e st h ev a l i d i t ya n da d a p t a b i l i t yo fa l g o r i t h m ，a n di th a sg o o da p p l