基于DM365的智能视频分析系统的设计与实现

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随着生活水平的提高,人们对公共安全的要求也逐渐升高。在众多的安防产品中,网络智能视频监控系统由于其数字化,网路化,能脱离肉眼进行智能监控等优势得到迅速发展。广泛的应用前景和巨大的商业需求,使它逐渐成为国内外的研究热点。本论文设计开发了一款基于TI达芬奇系列SOC TMS320DM365的智能视频分析系统。该系统以ARM核心的DM365为主处理器,负责系统管理,线程调度,视频编码等方面的工作,以达芬奇系列DSP芯片DM6437为智能视频分析协处理器,专门负责智能视频分析算法的运算。系统能够实时接收CMOS传感器采集的高清数字图像信号,也可接受4路模拟视频信号输入,经过H.264,MPEG4,JPEG等标准压缩编码和智能分析算法处理后的视频图像通过网络接口传送到互联网络中。用户可通过远程PC主机上的WEB浏览器或客户端软件查看实时监控图像与智能视频分析结果,进行参数设置、报警规则修改等。系统具有集成化、智能化、多功能性等优势,可根据用户指令实现视频运动目标检测、跟踪、特征提取,对越线、徘徊、遗留物识别等各种行为进行报警,从而可广泛的应用于安防、交通管理、工业控制等领域。本论文主要在系统的硬件设计和软件设计两方面进行了详细介绍。在硬件方面,主要包括:1,整体硬件平台的结构、选型和方案设计;2,各个硬件模块的功能原理和电路设计,接口设计;3,系统PCB设计和功能调试等。在软件方面,本文做了如下几方面的工作:1,整体软件框架与线程设计;2,分别基于ARM和DSP两种架构的Bootloader设计;3,两种类型的视频驱动软件设计以及视频数据在双处理器间的传输等。最后,文章分析了该系统的现有不足,并根据产生这些不足的原因,提出了相应的改进方案。
摘要第4-5页
ABSTRACT第5-6页
第一章 绪论第14-20页
    1.1 研究背景及意义第14-15页
    1.2 视频监控技术的发展历史与国内外研究现状第15-17页
    1.3 视频监控系统的发展方向第17-18页
    1.4 论文主要研究工作及结构安排第18-20页
第二章 系统总体方案设计第20-26页
    2.1 系统方案第20-22页
        2.1.1 系统总体方案第20-21页
        2.1.2 系统结构第21-22页
    2.2 本系统的主要特点第22-26页
        2.2.1 系统的多功能性和软硬件的可裁剪性第23-24页
        2.2.2 支持多通道多方式的视频采集模式第24-25页
        2.2.3 系统开发的便利性和灵活性第25-26页
第三章 系统硬件平台设计与实现第26-57页
    3.1 系统硬件总体设计第26-29页
        3.1.1 硬件平台结构第26-28页
        3.1.2 系统硬件选型方案第28-29页
    3.2 核心处理模块第29-31页
    3.3 视频协处理模块第31-33页
    3.4 双处理器通信接口设计第33-36页
        3.4.1 HPI 接口通信第33-35页
        3.4.2 McBSP 串口通信第35页
        3.4.3 VLYNQ 接口通信第35-36页
    3.5 视频采集模块第36-40页
        3.5.1 基于TVP5158 的4 通道视频输入第36-38页
        3.5.2 数字视频采集模块第38页
        3.5.3 视频处理子系统第38-40页
    3.6 存储器模块第40-44页
        3.6.1 系统内存(DDR2)的设计第40-41页
        3.6.2 NAND Flash 设计第41-43页
        3.6.3 I2C 总线EEPROM 设计第43-44页
    3.7 外设接口设计第44-47页
        3.7.1 SD/MMC 卡接口设计第44页
        3.7.2 USB 接口设计第44-45页
        3.7.3 RS232 串口设计第45-46页
        3.7.4 网络接口设计第46-47页
    3.8 电源模块第47-49页
    3.9 系统的PCB 实现第49-54页
        3.9.1 PCB 层叠设计第50页
        3.9.2 PCB 板布局布线设计第50-52页
        3.9.3 DDR2 部分的PCB 设计第52-54页
    3.10 系统调试与测试软件设计第54-56页
        3.10.1 系统上电启动第54-55页
        3.10.2 外设接口的调试第55页
        3.10.3 视频功能的测试第55-56页
    3.11 本章小结第56-57页
第四章 系统软件的设计与实现第57-85页
    4.1 系统软件框架第57-60页
    4.2 DM365 应用软件模块设计第60-64页
        4.2.1 软件概括第60-61页
        4.2.2 编解码模块第61-62页
        4.2.3 传输控制模块第62页
        4.2.4 系统控制模块第62-64页
    4.3 Bootloader 的设计与实现第64-70页
        4.3.1 基于ARM 核的DM365 Bootloader 设计第64-67页
        4.3.2 基于DSP 核的DM6437 Bootloader 设计第67-70页
    4.4 视频驱动程序设计第70-76页
        4.4.1 基于Linux 的V4L2 视频驱动设计第70-74页
            4.4.1.1 V4L2 驱动框架第70-71页
            4.4.1.2 V4L2 视频驱动的具体实现第71-74页
        4.4.2 基于DSP/BIOS 的FVID 视频驱动设计第74-76页
            4.4.2.1 DSP/BIOS 设备驱动框架第74-75页
            4.4.2.2 FVID 视频驱动的具体实现第75-76页
    4.5 HPI 通信程序设计第76-78页
    4.6 智能视频分析算法在系统上的实现与优化第78-81页
        4.6.1 算法概述第78页
        4.6.2 基于DSP/BIOS 的算法实现第78-80页
        4.6.3 算法在系统上的优化第80-81页
    4.7 系统成果演示第81-84页
    4.8 本章小结第84-85页
第五章 总结与展望第85-87页
    5.1 总结第85-86页
    5.2 展望第86-87页
致谢第87-88页
参考文献第88-90页
攻读硕士学位期间的研究成果第90-91页
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