水表號(hào)碼讀取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):793
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用omnivision公司的cmos數(shù)字圖像傳感器ov7620采集水表盤字輪號(hào)碼圖像，并選用ti公司的tms320vc5416芯片對(duì)采集到的水表號(hào)碼進(jìn)行識(shí)別處理，最終將識(shí)別后的水表號(hào)碼圖像在lcd上顯示，即在硬件采集器中完成圖像識(shí)別。
水表盤字輪號(hào)碼讀取的研究分為三大部分：水表盤號(hào)碼采集模塊、水表盤號(hào)碼圖像處理識(shí)別模塊及水表盤號(hào)碼顯示模塊。本系統(tǒng)工作過程是圖像傳感器經(jīng)過dsp初始化之后，將輸入的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過必要的預(yù)處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生場(chǎng)同步信號(hào)、行同步信號(hào)和像素時(shí)鐘信號(hào)等。系統(tǒng)初始化后，采用查詢同步信號(hào)的方式將數(shù)字圖像保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。通過數(shù)字圖像傳感器ov7620采集水表盤字輪號(hào)碼，然后在以dsp芯片為主的硬件電路中進(jìn)行識(shí)別處理。最終通過lcd直觀地顯示出水表號(hào)碼。同時(shí)可采用并口方式將原始圖像傳到計(jì)算機(jī)中，作為識(shí)別后的圖像的參考。圖1為水表盤字輪號(hào)碼讀取系統(tǒng)的原理框圖。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
首先將數(shù)字傳感器ov7620的攝像頭安裝在字輪盤垂直上方(采集鏡頭朝下)，將采集到的號(hào)碼圖像存儲(chǔ)在dsp內(nèi)部的ram中，然后利用dsp的bootload功能將號(hào)碼識(shí)別程序下載到dsp內(nèi)部高速的ram中，并利用采集圖像的回掃時(shí)間識(shí)別水表號(hào)碼，最終在lcd上 顯示識(shí)別后的號(hào)碼圖像。
2.1 圖像采集模塊
ov7620屬于電平觸發(fā)，當(dāng)dsp上電時(shí)設(shè)置為高，bootloader結(jié)束時(shí)／ovce有效(它是通過隔離芯片菲利普公司的74alvch16245來實(shí)現(xiàn)的)。系統(tǒng)加電復(fù)位后，先由dsp的hpi口產(chǎn)生iic總線信號(hào)來對(duì)ov7620工作寄存器進(jìn)行初始化，然后ov7620即可開始按要求輸出圖像信號(hào)，包括行同步信號(hào)href、場(chǎng)同步信號(hào)vsync、像素時(shí)鐘信號(hào)pclk和數(shù)字圖像信號(hào)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出只采集ov7620低8位(y7—y0)亮度數(shù)據(jù)，目的是減少數(shù)據(jù)的處理量。
本系統(tǒng)采用sccb編程模式完成對(duì)ov7620的初始化，即將dsp的hpi口設(shè)置為gpio口來模擬sccb總線協(xié)議，將hpi中的hd2連接sio_d，hd3連接sio_c，通過軟件編程模擬sccb總線協(xié)議。配置的具體方法是在寫寄存器過程中先發(fā)送ov7620的id地址，然后發(fā)送寫數(shù)據(jù)的目地寄存器地址，接著是要寫的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)采集過程起始點(diǎn)的精確控制。
兩線sccb功能框圖如圖2所示。
本系統(tǒng)采用vsync的上升沿表示一幀新的圖像的到來，水平同步信號(hào)href高時(shí)開始有效數(shù)據(jù)采集，用pclk上升沿的到來表明數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，且每來一個(gè)上升沿系統(tǒng)就傳輸一位數(shù)據(jù)，在href為高期間系統(tǒng)共傳輸640位數(shù)據(jù)。也就是說：在一幀圖像中，即vsync為高電平期間，href會(huì)出現(xiàn)480次高電平。而下一個(gè)vsync信號(hào)上升沿到來則表明分辨率640×480的圖像采集過程的結(jié)束。各個(gè)同步信號(hào)的極性選擇通過設(shè)置ov7620對(duì)應(yīng)的寄存器完成。
2.2 圖像處理模塊
2.2.1 硬件
映射存儲(chǔ)器的配置受到5416外部管腳mp／mc以及處理器模式狀態(tài)寄存器pmst的控制，因此水文所采用的方案足mp／mc=0且ovly=1的情況。其中ovly為16位寄存器pmst的第5位，當(dāng)5416上電硬復(fù)位且mp／mc=0時(shí)，片上物理rom會(huì)映射程序存儲(chǔ)器的ff00～ffff地址范圍內(nèi)，芯片自動(dòng)調(diào)用片上rom中固化的boot loader程序。在mp／mc=0，ovly=1模式下，實(shí)際能訪問的存儲(chǔ)區(qū)是很有限的，5416的rom區(qū)基本上保留給dsp芯片本身，daram區(qū)同時(shí)被映射到程序映射存儲(chǔ)區(qū)(program區(qū))和數(shù)據(jù)映射存儲(chǔ)區(qū)(data區(qū))上相同的地址范圍上。本系統(tǒng)在軟件方面所需的存儲(chǔ)空間中水表號(hào)碼圖大約占8kb，程序約4kb(并利用了ov7620的開窗處理功能)。鑒于5416的片上資源和本系統(tǒng)的需要，外擴(kuò)了一個(gè)flash(利用dsp5416
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用omnivision公司的cmos數(shù)字圖像傳感器ov7620采集水表盤字輪號(hào)碼圖像，并選用ti公司的tms320vc5416芯片對(duì)采集到的水表號(hào)碼進(jìn)行識(shí)別處理，最終將識(shí)別后的水表號(hào)碼圖像在lcd上顯示，即在硬件采集器中完成圖像識(shí)別。
水表盤字輪號(hào)碼讀取的研究分為三大部分：水表盤號(hào)碼采集模塊、水表盤號(hào)碼圖像處理識(shí)別模塊及水表盤號(hào)碼顯示模塊。本系統(tǒng)工作過程是圖像傳感器經(jīng)過dsp初始化之后，將輸入的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過必要的預(yù)處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生場(chǎng)同步信號(hào)、行同步信號(hào)和像素時(shí)鐘信號(hào)等。系統(tǒng)初始化后，采用查詢同步信號(hào)的方式將數(shù)字圖像保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。通過數(shù)字圖像傳感器ov7620采集水表盤字輪號(hào)碼，然后在以dsp芯片為主的硬件電路中進(jìn)行識(shí)別處理。最終通過lcd直觀地顯示出水表號(hào)碼。同時(shí)可采用并口方式將原始圖像傳到計(jì)算機(jī)中，作為識(shí)別后的圖像的參考。圖1為水表盤字輪號(hào)碼讀取系統(tǒng)的原理框圖。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
首先將數(shù)字傳感器ov7620的攝像頭安裝在字輪盤垂直上方(采集鏡頭朝下)，將采集到的號(hào)碼圖像存儲(chǔ)在dsp內(nèi)部的ram中，然后利用dsp的bootload功能將號(hào)碼識(shí)別程序下載到dsp內(nèi)部高速的ram中，并利用采集圖像的回掃時(shí)間識(shí)別水表號(hào)碼，最終在lcd上 顯示識(shí)別后的號(hào)碼圖像。
2.1 圖像采集模塊
ov7620屬于電平觸發(fā)，當(dāng)dsp上電時(shí)設(shè)置為高，bootloader結(jié)束時(shí)／ovce有效(它是通過隔離芯片菲利普公司的74alvch16245來實(shí)現(xiàn)的)。系統(tǒng)加電復(fù)位后，先由dsp的hpi口產(chǎn)生iic總線信號(hào)來對(duì)ov7620工作寄存器進(jìn)行初始化，然后ov7620即可開始按要求輸出圖像信號(hào)，包括行同步信號(hào)href、場(chǎng)同步信號(hào)vsync、像素時(shí)鐘信號(hào)pclk和數(shù)字圖像信號(hào)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出只采集ov7620低8位(y7—y0)亮度數(shù)據(jù)，目的是減少數(shù)據(jù)的處理量。
本系統(tǒng)采用sccb編程模式完成對(duì)ov7620的初始化，即將dsp的hpi口設(shè)置為gpio口來模擬sccb總線協(xié)議，將hpi中的hd2連接sio_d，hd3連接sio_c，通過軟件編程模擬sccb總線協(xié)議。配置的具體方法是在寫寄存器過程中先發(fā)送ov7620的id地址，然后發(fā)送寫數(shù)據(jù)的目地寄存器地址，接著是要寫的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)采集過程起始點(diǎn)的精確控制。
兩線sccb功能框圖如圖2所示。
本系統(tǒng)采用vsync的上升沿表示一幀新的圖像的到來，水平同步信號(hào)href高時(shí)開始有效數(shù)據(jù)采集，用pclk上升沿的到來表明數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，且每來一個(gè)上升沿系統(tǒng)就傳輸一位數(shù)據(jù)，在href為高期間系統(tǒng)共傳輸640位數(shù)據(jù)。也就是說：在一幀圖像中，即vsync為高電平期間，href會(huì)出現(xiàn)480次高電平。而下一個(gè)vsync信號(hào)上升沿到來則表明分辨率640×480的圖像采集過程的結(jié)束。各個(gè)同步信號(hào)的極性選擇通過設(shè)置ov7620對(duì)應(yīng)的寄存器完成。
2.2 圖像處理模塊
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映射存儲(chǔ)器的配置受到5416外部管腳mp／mc以及處理器模式狀態(tài)寄存器pmst的控制，因此水文所采用的方案足mp／mc=0且ovly=1的情況。其中ovly為16位寄存器pmst的第5位，當(dāng)5416上電硬復(fù)位且mp／mc=0時(shí)，片上物理rom會(huì)映射程序存儲(chǔ)器的ff00～ffff地址范圍內(nèi)，芯片自動(dòng)調(diào)用片上rom中固化的boot loader程序。在mp／mc=0，ovly=1模式下，實(shí)際能訪問的存儲(chǔ)區(qū)是很有限的，5416的rom區(qū)基本上保留給dsp芯片本身，daram區(qū)同時(shí)被映射到程序映射存儲(chǔ)區(qū)(program區(qū))和數(shù)據(jù)映射存儲(chǔ)區(qū)(data區(qū))上相同的地址范圍上。本系統(tǒng)在軟件方面所需的存儲(chǔ)空間中水表號(hào)碼圖大約占8kb，程序約4kb(并利用了ov7620的開窗處理功能)。鑒于5416的片上資源和本系統(tǒng)的需要，外擴(kuò)了一個(gè)flash(利用dsp5416
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