CN204795401U - 一种彩色成像自动识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种彩色成像自动识别系统，彩色成像自动识别系统中包括：相机、解码芯片、FPGA芯片、至少一片DSP芯片、至少一片存储芯片、编码芯片以及显示器，其中，相机的输出端与解码芯片的输入端连接，显示器的输入端与编码芯片的输出端连接，FPGA芯片的输入端分别与解码芯片的输出端和编码芯片的输入端连接，同时，FPGA芯片分别与存储芯片和DSP芯片连接实现双向通信，其有效地解决了传统目标识别系统数据吞吐量小的缺点，增加了彩色目标识别的可靠性。<!-- 2 -->

Description

一种彩色成像自动识别系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种彩色成像自动识别系统。

背景技术

彩色成像自动目标识别是采用成像传感器(Charge-coupledDevice/ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CCD/CMOS)对自然场景或复杂背景中的目标进行自动识别，使用光学、电子及计算机信息处理手段自动地分析场景、检测并识别感兴趣的目标，对目标进行定性(分类)或定量(运动轨迹)地分析。为了实现上述目标，彩色成像自动目标识别系统的设计对硬件要求很高，整个自动目标识别系统的设计是智能图像处理领域和电子学领域的前沿关键技术。

然而由于视频信息的数据量是很大的，一般是灰度视频信息量的3-4倍，自动目标识别系统在处理视频信息的时候不仅需要一帧一帧地处理视频，同时还要分析当前帧中是否有目标，若有目标还要对其进行分析。这样，对于普通的帧频为25的相机来说，需要自动目标识别系统在40毫秒内完成处理并进行判断。然而对于一些的应用，普通的低速相机无法完成应用需求，需要高速相机来拍摄视频。以帧频为100的相机为例，需要自动目标识别系统在10毫秒内完成处理判断。此外，自动目标识别硬件系统对视频图像的分辨率也有要求，一般是处理640*480的视频。但是从自动目标识别的角度而言我们又希望视频图像的分辨率尽可能地高一些，这对于目标的识别与分析会起到关键的作用。但图像分辨率过高会导致视频数据量过大而硬件系统无法在规定的时间内完成处理。这是一对不可调和的矛盾。

因此，降低视频信息的数据量是各种自动目标识别系统的必需环节，目前常用的方法就是把成像传感器输出的彩色图像变换成灰度图像。但是，这么做使得处理后的视频信息失去了颜色信息可靠性又会降低。因此一种能够完成大数据量处理的彩色成像自动识别系统成为了一种需求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型中提供了一种全新的彩色成像自动识别系统，其提供了一种全新的硬件架构，可对彩色视频图像信息直接进行分析处理，从而提高了整个系统自动目标识别的准确率。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种彩色成像自动识别系统，所述彩色成像自动识别系统中包括：用于获取彩色视频图像的相机、用于解码所述相机获取的彩色视频图像的解码芯片、用于预处理经过解码芯片解码的彩色视频图像以及合成彩色视频的FPGA芯片、用于识别处理经过FPGA芯片预处理后的彩色视频图像的至少一片DSP芯片、用于存储经过FPGA芯片预处理的彩色视频图像和经过DSP芯片识别处理并合成的彩色视频图像的至少一片存储芯片、用于编码经过FPGA芯片合成的彩色视频图像的编码芯片以及用于显示经过编码芯片编码的彩色视频图像的显示器，其中，所述相机的输出端与所述解码芯片的输入端连接，所述显示器的输入端与所述编码芯片的输出端连接，所述FPGA芯片的输入端与所述解码芯片的输出端连接，所述FPGA芯片的输出端与和所述编码芯片的输入端连接，同时，所述FPGA芯片分别与所述存储芯片和所述DSP芯片连接并实现双向通信。

优选地，所述彩色成像自动识别系统中包括多片存储芯片和多片DSP芯片，每片所述存储芯片和每片所述DSP芯片分别与FPGA芯片连接。

优选地，所述彩色成像自动识别系统中包括两片存储芯片和两片DSP芯片，每片所述存储芯片和每片所述DSP芯片分别与FPGA芯片连接。

优选地，所述彩色成像自动识别系统中还包括FLASH芯片，所述FLASH芯片分别与每片所述DSP芯片连接，且所述FLASH芯片与每片所述DSP芯片实现双向通信。

优选地，所述存储芯片为SDRAM芯片。

通过本实用新型提供的彩色成像自动识别系统，能够带来以下有益效果：

通过本实用新型中提供的全新的硬件架构，有效地解决了传统目标识别系统数据吞吐量小的缺点，因而本实用新型中提供的彩色成像自动识别系统能够直接处理彩色视频图像，增加了彩色目标识别的可靠性；

另外，根据实际需要，我们可以对本实用新型提供的彩色成像自动识别系统进一步扩展，即进一步增加DSP芯片的数量(总数不超过8个)，以此来进一步增强系统的数据吞吐率以适应不同帧频的高速相机；

再有，本使用新型可用于道路交通监控、智慧社区等应用场合，很大程度上扩展了传统的目标识别系统的应用。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型中彩色成像自动识别系统的结构示意图。

附图标记：

100-相机，200-解码芯片，300-FPGA芯片，400-DSP芯片，

410-第一DSP芯片，500-存储芯片，510-第一存储芯片

600-编码芯片，700-显示器

具体实施方式

如图1所示为本实用新型提供的彩色成像自动识别系统的结构示意图，从图中可以看出，该彩色成像自动识别系统中包括：相机100、解码芯片200、FPGA芯片300、至少一片DSP芯片400(如图1中的包括第一DSP芯片410等)，至少一片存储芯片500(如图1中的包括第一存储芯片510等)、编码芯片600以及显示器700，其中，相机100的输出端与解码芯片200的输入端连接，显示器700的输入端与编码芯片600的输出端连接，FPGA芯片300的输入端与解码芯片200的输出端连接，FPGA芯片的输出端与和编码芯片600的输入端连接，同时，FPGA芯片300分别与存储芯片500和DSP芯片400连接并实现双向通信。

具体来说，相机100用于获取彩色视频图像。在具体实施例中，该相机100可以使用工业监控相机或其他高速相机，在其他实施例中，还可以使用其他种类型号的相机，只要内部硬件的数据的吞吐量能够满足该实施例中的需求，都包括在本实用新型的内容中。

解码芯片200，与相机100连接，用于接收从相机100中发送过来的彩色视频图像，并对其进行解码。在具体实施例中，该解码芯片200可以使用型号为DS90CR285的芯片，当然，在其他实施例中，还可以使用其他型号的解码芯片200实现对彩色视频数据的解码，只要其能实现该目的，都包括在本实用新型的内容中。

FPGA芯片300，接收从解码芯片200中发送的解码后的彩色视频图像并进行预处理，随后再将经过了预处理之后的彩色视频图像发送至存储芯片500中进行存储。在具体实施例中，这里的FPGA芯片300可以使用型号为EP4CE115F29C7N的芯片，实现对彩色视频图像的预处理，我们同样对该FPGA芯片300的具体型号不做限定，只要能够实现上述目的的，都可以。

DSP芯片400，与FPGA芯片300连接并与其进行双向通信，首先，DSP芯片400从存储芯片500中读取的经过预处理的彩色视频图像，进而对其进行识别处理，然后把处理的结果反馈给FPGA芯片。具体来说，DSP芯片400从存储芯片500中读取彩色视频图像的具体过程为：当存储芯片500中存储满一帧图像后将结果反馈至FPGA芯片300，进而FPGA芯片300通知DSP芯片400启动DMA(DirectMemoryAccess，直接内存访问)把存储芯片500中的彩色视频图像读入DSP芯片300中进行识别处理。在具体实施例中，可以使用型号为TMS320C6455系列芯片实现上述目的，当然，也可以使用其他任何一款能够实现上述目的的芯片。

存储芯片500，与FPGA芯片300连接，用于存储经过FPGA芯片300预处理的彩色视频图像和经过DSP芯片400识别处理并合成的彩色视频图像。在具体实施例中，该存储芯片500为SDRAM芯片，更具体地，在该实施例中使用到的SDRAM芯片为容量为64M的型号为IS42S16320D-7TL的芯片，当然，同样可以使用其他任何一款能够实现上述目的的芯片。

编码芯片600，与FPGA芯片300连接，用于编码经过FPGA芯片300合成的存储在存储芯片500中的彩色视频图像，这样编码出来的彩色视频图像即能在显示器700中进行显示。在具体实施例中，可以使用型号为DS90CR286的编码芯片600来实现目的，至于显示器700，可以选用LED显示器、液晶显示器等，只要能够实现本实用新型目的的，都包括在本实用新型的内容中。

作为一个完整的实施例，以下我们对彩色成像自动识别系统的工作过程进行详细描述：系统首先通过相机100获取彩色视频图像，随后将该彩色视频图像发送至解码芯片200中进行解码，之后再将解码后的彩色视频图像发送至FPGA芯片300中；FPGA芯片300对接收到的彩色视频图像进行了预处理之后，随即将预处理之后的彩色视频图像发送至存储芯片500中进行存储。

当存储芯片500中存储完一帧图像之后，FPGA芯片300随即通知DSP芯片400启动DMA将存储芯片500中的彩色视频图像读入DSP芯片400中，这样DSP芯片400随即开始进行相关的彩色目标识别处理。当DSP芯片400处理完当前帧图像后将处理结果反馈给FPGA芯片300，这样，FPGA芯片300将该帧对应的图像中的目标位置进行标记，即在目标上叠加相应的字符。之后，在FPGA芯片300内部把合成的图像存入存储芯片500中，最后再将存储芯片500中存储的合成图像送入编码芯片600生成标准视频送显示器输出。

在其他实施例中，为了增大数据吞吐量，彩色成像自动识别系统中可以包括多片存储芯片多片DSP芯片，如图1中所示，存储芯片500中包括第一存储芯片510等，DSP芯片400中包括第一DSP芯片410等，且每片存储芯片和每片DSP芯片分别与FPGA芯片300连接。具体的，在本实用新型的一个具体实施例中，彩色成像自动识别系统中包括两片存储芯片和两片DSP芯片，每片存储芯片和每片DSP芯片分别与FPGA芯片300连接。这样，系统还包括FLASH芯片，分别与每片DSP芯片连接，且FLASH芯片与每片DSP芯片之间可实现双向通信，其主要用于存储彩色目标识别算法及相应的彩色目标模版数据库；同时，也实现一定的通信控制功能。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种彩色成像自动识别系统，其特征在于，所述彩色成像自动识别系统中包括：用于获取彩色视频图像的相机（100）、用于解码所述相机（100）获取的彩色视频图像的解码芯片（200）、用于预处理经过解码芯片（200）解码的彩色视频图像以及合成彩色视频的FPGA芯片（300）、用于识别处理经过FPGA芯片（300）预处理后的彩色视频图像的至少一片DSP芯片（400）、用于存储经过FPGA芯片（300）预处理的彩色视频图像和经过DSP芯片（400）识别处理并合成的彩色视频图像的至少一片存储芯片（500）、用于编码经过FPGA芯片（300）合成的彩色视频图像的编码芯片（600）以及用于显示经过编码芯片（600）编码的彩色视频图像的显示器（700），其中，所述相机（100）的输出端与所述解码芯片（200）的输入端连接，所述显示器（700）的输入端与所述编码芯片（600）的输出端连接，所述FPGA芯片（300）的输入端与所述解码芯片（200）的输出端连接，所述FPGA芯片（300）的输出端与和所述编码芯片（600）的输入端连接，同时，所述FPGA芯片（300）分别与所述存储芯片（500）和所述DSP芯片（400）连接并实现双向通信。

2.如权利要求1所述的彩色成像自动识别系统，其特征在于：所述彩色成像自动识别系统中包括多片存储芯片和多片DSP芯片，每片所述存储芯片和每片所述DSP芯片分别与FPGA芯片（300）连接。

3.如权利要求2所述的彩色成像自动识别系统，其特征在于：所述彩色成像自动识别系统中包括两片存储芯片和两片DSP芯片，每片所述存储芯片和每片所述DSP芯片分别与FPGA芯片（300）连接。

4.如权利要求2或3所述的彩色成像自动识别系统，其特征在于：所述彩色成像自动识别系统中还包括FLASH芯片，所述FLASH芯片分别与每片所述DSP芯片连接，且所述FLASH芯片与每片所述DSP芯片实现双向通信。

5.如权利要求1或2或3所述的彩色成像自动识别系统，其特征在于：所述存储芯片（500）为SDRAM芯片。