自動圖像報警系統(tǒng)研究及單片機實現(xiàn) 摘要：全面介紹了基于圖像的自動報警系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，克服了傳統(tǒng)單點信號報警的缺陷，并采用先進(jìn)的ｒｉｓｃ結(jié)構(gòu)單片機和高密度ｆｌａｓｈ、ｃｐｌｄ技術(shù)，使系統(tǒng)具有實時響應(yīng)和自適應(yīng)能力。 關(guān)鍵詞：圖像報警 ｒｉｓｃ ｆｌａｓｈ ｃｐｌｄ 自適應(yīng) 報警系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于銀行、飯店、交通管理以及智能大廈等場所和領(lǐng)域。傳統(tǒng)的自動報警裝置，大多采用單點信號報警，即在某一特定位置安放傳感器，當(dāng)該采集點處的物理量達(dá)到報警門限時，就向中心控制計算機發(fā)出報警請求信號。這種報警裝置的優(yōu)點是安裝便利，反應(yīng)迅速，但其適用范圍較小，對單點噪聲過分敏感而導(dǎo)致誤報，在防止誤報和漏報兩方面不可兼得等先天缺陷，限制了它不能被應(yīng)用于情況復(fù)雜、并要求具備一定動態(tài)控制能力的場所。

基于圖像的自動報警系統(tǒng)克服了上述缺陷。通過對所監(jiān)視場景的全景拍攝，避免了對單一采集點進(jìn)行測量的隨機噪聲敏感性；而數(shù)字圖像處理技術(shù)的引入，使整個系統(tǒng)可以在一個較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

１ 自動圖像報警系統(tǒng)的組成

完整的自動圖像報警系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像采集攝像機、圖像信號處理與報警信號發(fā)生、中心控制計算機[１]。本文僅對上述第二部分進(jìn)行討論，前文中的自動圖像報警系統(tǒng)實際上也特指該子系統(tǒng)。

為降低中心控制處理的復(fù)雜度和圖像信號傳輸?shù)念~外開銷，將圖像信號處理及報警信號發(fā)生以硬件實現(xiàn)并隨同攝像機安置于前端，從而構(gòu)成分布式處理系統(tǒng)。圖像報警系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖１所示。

２ 設(shè)計實現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)

保證實時性和動態(tài)調(diào)整能力是系統(tǒng)實現(xiàn)中的首要目的。為便于硬件處理，算法上采用灰度閾值分割和差值圖像面積累計�；诮档拖到y(tǒng)成本的考慮，不可能選用具有較強數(shù)字信號處理能力的ｄｓｐ芯片，而一般的工業(yè)控制單片機又很難達(dá)到實時運算的要求，這正是設(shè)計中的關(guān)鍵問題。

本系統(tǒng)中采用了查找表的思想，將圖像差值運算轉(zhuǎn)換為對ｆｌａｓｈ／ｅｐｒｏｍ的讀操作。其原理是預(yù)先將差值算法的處理結(jié)果存儲于ｆｌａｓｈ或ｅｐｒｏｍ的既定存儲單元中，而進(jìn)行差值運算的兩幀圖像的象素灰度數(shù)據(jù)（８ｂｉｔｓ）分別作為存儲器的高８位地址和低８位地址。這樣處理的結(jié)果是每進(jìn)行一個象素的差值運算，所需要的時間是存儲器的一個讀周期，顯然可以滿足實時的要求。經(jīng)過差值處理后的象素灰度值再經(jīng)過閾值判別送計數(shù)器，當(dāng)累計數(shù)量超過一定面積時，ｍｃｕ將發(fā)出報警信號。

存儲器（ｆｌａｓｈ／ｅｐｒｏｍ）的算法為：

(ｇｖａｌｕｅ)＝｜ｈｖａｌｕｅ－ｌｖａｌｕｅ｜（１）

其中ｈｖａｌｕｅ為ａ／ｄ直通圖像抽樣信號（８ｂｉｔｓ），同時也是存儲器高８位地址；ｌｖａｌｕｅ為ｄｒａｍ中存儲的數(shù)字圖像參考幀抽樣信號（８ｂｉｔｓ），即存儲器低８位地址；ｇｖａｌｕｅ為存儲器１６位地址。

閾值判別采用全局閾值法[２]，這種方法適用于場景具有均勻光照條件的情況。對于場景整體灰度的變化，可以通過由ｍｃｕ控制定時刷新ｄｒａｍ參考幀數(shù)據(jù)，并調(diào)整全局閾值ｔ和臨界面積ｓ而獲得自適應(yīng)的效果。閾值判別和計數(shù)統(tǒng)計如式（２）（３