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1、天津大学 硕士学位论文 高性能嵌入式图像处理计算机研制 姓名：相里琳 申请学位级别：硕士 专业：计算机技术 指导教师：冯志勇;史文杰 20090201 摘要 摘要 本论文是“图像目标追踪设备”研制任务的一部分，为其研制一套用于设备控 制和图像跟踪处理运算的高性能的嵌入式图像处理计算机系统。它实现系统的任 务调度、伺服机构控制、图像跟踪计算等任务，是系统的控制与计算的核心。 目标跟踪是当今信息处理的一个重要方向，拥有巨大的社会效益和潜在的经 济效益，已成为国际上熟点研究项目。论文首先对课题的内容进行了简要的说明， 并详细的介绍了数字信号处理器( D S P ) 的性能特点。以T M S 3 2
2、0 C 6 7 1 3 和 T M S 3 2 0 C 6 4 1 4 为主，根据项目设计要求开展了对用于目标跟踪计算的高性能嵌 入式图像处理计算机的研制工作，实现了在有限的空间中实现图像目标跟踪计算 的设计目标。 论文从实现方案的角度对系统总体下达的设计要求进行了要求分析、总体设 计和部件设计工作，分解了总体设计要求，并为下一层次的设计工作提供了原则 性要求和关键技术方面的指导。在设计过程中应用了大量的先进技术与设计思 想，对设计中可能出现的多个问题进行了分析并给出最佳的解决方案，为后续工 作提供支持。本项目中图像处理机由两部嵌入式计算机组成，共同构成一部主从 结构的双C P U 系统，分别
3、为控制单元和运算单元。各单元由T I 公司生产的 T M S 3 2 0 C 6 0 0 0 系列D S P 作为主C P U ，由F P G A 实现各项控制功能和协处理器， 由S D R A M 实现数据缓存，这样将C P U 从繁杂的调度任务中解放出来，去实现 图像运算所需要的数值计算中。 在此图像处理计算机研制工作的基础上，我们可以应用此硬件软件平台，进 行目标跟踪的更深入的研究工作，同步改进图像处理计算机的软件硬件，使其更 加符合于我们的设计目的，提高我国在此项工作中的研究水平。 关键字：且标跟踪图像匹配嵌入式数字信号处理器 A B S T R A C T A B S T R A C
4、 T T h i st h e s i si sa p a r to fd e s i g nm i s s i o no fo n et y p eo fi m a g et a r g e tt r a c k i n gs y s t e m ， a n di td e v e l o p sas e to fh i g h p e r f o r m a n c ee m b e d d e di m a g ep r o c e s s i n gc o m p u t e r s y s t e mu s e dt os y s t e mc o n t r o l l i n g
5、a n dp r o c e s s i n go fi m a g et r a c k i n g A st h ec o r eo f c o n t r o l l i n ga n dc o m p u t i n go fs y s t e m ，i tc a nr e a l i z em i s s i o ns c h e d u l i n g ，c o n t r o l l i n go f s e r v os y s t e m ，c o m p u t i n go fi m a g et r a c k i n g ，e t c W i t hg r e a t
6、s o c i a lb e n e f i ta n dp o t e n t i a le c o n o m i cb e n e f i t ，t a r g e tt r a c k i n gi sa n i m p o r t a n td i r e c t i o no fi m a g ep r o c e s s i n gn o wa n db e c o m e st h ei n t e m a t i o n a lh o t r e s e a r c hp r o j e c t F i r s t l y ，t h ec o n t e n to ft a
7、s kw a sb r i e f l yi n t r o d u c e da n dp e r f o r m a n c e c h a r a c t e r so fd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s o r ( D S P ) w e r ed e t a i l e d l yp r e s e n t e di nt h et h e s i s T h e nb a s e d0 1 1T M S 3 2 0 C 6 713a n dT M S 3 2 0 C 6 414 ，a c c o r d i n gt ot h e d e
8、s i g n r e q u i r e m e n to fp r o j e c t , t h er e s e a r c ho fh i g h p e r f o r m a n c ee m b e d d e di m a g ep r o c e s s i n g c o m p u t e ru s e dt oc o m p u t i n go ft a r g e tt r a c k i n gb e g a n ，w h i c hr e a l i z e dt h ed e s i g nt a r g e t o fc o m p u t i n go
9、fi m a g et a r g e tt r a c k i n gi nt h el i m i t e ds p a c e F r o mt h ea n g l eo fr e a l i z i n gp r o j e e t , r e q u i r e m e n ta n a l y s i s ，i n t e g r a la n da c c e s s o r y d e s i g nw e r ed o n ea c c o r d i n gt ot h ed e s i g nr e q u i r e m e n to fs y s t e mi n
10、t h i st h e s i s F u r t h e r m o r et h ed e s i g nr e q u i r e m e n tw a sd e c o m p o s e d T h e yp r o v i d e dg u i d a n c eo ft h e p r i n c i p l er e q u i r e m e n ta n dt h ek e yt e c h n o l o g yf o rn e x td e s i g nw o r k Ag r e a td e a lo f a d v a n c e dt e c h n o l
11、 o g ya n dd e s i g ni d e aw e r ea p p l i e di nt h ed e s i g n i n gp r o c e s s ，m a n y p r o b l e m sm i g h ta p p e a rd u r i n gd e s i g nw e r ea n a l y z e d ，a n dt h eb e s ts o l u t i o nw a sg i v e n ， w h i c hc o u l ds u p p o r tt h ef o l l o w i n gw o r k T h ei m a g
12、 ep r o c e s s o r , i tm a k eu po ft w o e m b e d d e dc o m p u t e r , C o n t r o lU n i ta n dC o m p u t eU n i t ，i sam a s t e r - s l a v es t r u c t u r e d u a l C P Us y s t e m M a s t e rC P U o fe a c hu n i ti st h eT M S 3 2 0 C 6 0 0 0s e r i e sD S P , t h e p r o d u c t i o
13、no fT e x a sI n s t r u m e n tC o r p 。I t Sc o n t r o lf u n t i o na n dc o p r o c e s s o ra r e i m p l e m e n t e db yF P G Aa n dt h ed a t ai sb u f f e r e di nS D R A M S o ，t h eC P Uw o u l db e f r e ef r o mt h em u l t i f a r i o u sc o n t r o lm i s s i o n ，a n dt op r o c e s
14、 sd a t af o ri m a g e O nt h eb a s i so ft h er e s e a r c ho ft h i si m a g ep r o c e s s i n gc o m p u t e r , w ec o u l da p p l y t h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r e p l a t f o r m t o d e e p r e s e a r c ho f t a r g e tt r a c k i n g S i m u l t a n e o u s l yw ec o u l di m
15、p r o v et h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r eo fi m a g ep r o c e s s i n g A B S T R A C T c o m p u t e r t om a k et h e ma c c o r dw i t ho u rd e s i g np u r p o s eS Oa st op r o m o t et h ed o m e s t i c r e s e a r c h K e yW o r d s ：T a r g e tT r a c k i n g ，I m a g eM a t c h ，
16、E m b e d d e dS y s t e m ，D S P 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 批礅签字日期： 沙口夕年弓月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权盘壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 季姐朴 签字日期：洲尹弓月2 日 导师签名：t 辩醐移于弓肛日 第一章项目概述及国内外研究现状 1 1 项目概述 第一章项目概述及国内外研究现状 高性能嵌入式图像处
