目前，交通監控應用系統大多以緊急報警、車輛定位與語音通信為主，圖像方面的應用不多。本文正是基于這樣的考慮，設計了車輛圖像采集與處理系統。該系統采集車后方的圖像信息，實時地傳送給前方的顯示屏顯示，司機可通過顯示屏實時觀測后方路面及車輛狀況，倒車時可以及時發現后方障礙物及行人，安全避讓。

　　實時圖像采集處理系統的組成及工作原理

　　本系統由模擬攝像頭采集視頻數據，通過視頻解碼芯片將模擬視頻信號轉換為數字視頻信號。CPLD 作為采樣控制器，完成數字視頻數據的存儲和時序控制。本設計選用 TMS320C6416 實現系統控制和數據處理。具體組成如圖 1 所示。

　　視頻采集模塊

　　圖像的輸入由模擬攝像頭完成（本系統選用黑白攝像頭）。攝像頭輸出為標準的復合視頻信號（CVBS），該信號必須經過視頻解碼和 A/D 變換后進入數字系統才有效。由于模擬視頻信號非常復雜，除了包含圖像信號之外，還包括行同步信號、行消隱信號、場同步信號、場消隱信號等。因而，對視頻信號進行 A/D 轉換的電路非常復雜。本設計選用 TI 公司的視頻解碼芯片 TVP5146 完成從模擬到數字視頻的轉換。TVP5146 允許 10 路模擬視頻輸入，具有 4 路 10bit 30MSPS A/D 轉換器；場同步信號 VS，行同步信號 HS，奇偶場信號 FID，時鐘輸出信號 DATACLK 等都由引腳直接引出，省去同步時鐘電路的設計。

　　基于 DSP 的圖像處理模塊

　　實時圖像處理系統設計的難點是如何在有限的時間內完成大量圖像數據的處理。只有圖像處理系統的處理速度達到每秒 25 幀以上時才能達到實時的效果，所以在系統設計中，處理器是關鍵，要求處理器運算速度快、實時處理能力強，并且還具有高速的存儲器及 I/O 存取能力。本設計選用 TMS3206416DSK 作為視頻信號處理系統。TMS3206416DSK 是一個低成本的開發平臺，用戶可以根據功能需要擴展硬件設計，便于硬件開發，縮短設計時間。

　　CPLD 控制模塊

　　TMS320C6416DSK 板上含有一片 CPLD，它主要實現系統的邏輯控制和存儲器地址解碼功能。本設計仍需一片 CPLD 完成視頻存儲及顯示的時序控制，選用 Altera 公司的 EPM7064ATC100 來完成上述功能，它的工作電壓是 3.3V，具有 64 個邏輯單元，68 個 I/O 可用引腳，引腳間 4.5ns 延時，其最高的時鐘頻率為 222.2MHz。該器件基于 EEPROM 結構，可以通過 JTAG 接口現場編輯內部的結構邏輯，編程語言為 VHDL。數字視頻信號輸出時序如圖 2 所示。數字視頻信號按圖 2 所示時序輸出。以 NTSC 制為例，圖中 Y［9：0］為輸出的亮度視頻信號，DATACLK 為行鎖定系統的輸出時鐘，為像素時鐘頻率的兩倍，即 27MHz，用來同步數據采集，HS 為行同步信號，VS 為場同步信號，VBLK 為場消隱信號，FID 為奇偶場信號。HS 的高電平表示一行有效采樣點 720 個，VS 的高電平表示一場有效信號，對于 NTSC 制信號，單場為 243 行，奇偶場信號 FID 為“1”時，表示當前為奇數場， 為“0”表示偶數場。