紅外方式數(shù)字圖像采集報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.2 圖像傳感處理
3.2.1 OV6620的寄存器設(shè)置
TWI的數(shù)據(jù)發(fā)送為單字節(jié)發(fā)送OV6620功能寄存器的地址是0x00～0x50，其中不少是保留寄存器通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的寄存器，可以使OV6620工作于不同模式，在TWI數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)由于從機(jī)地址與從機(jī)子地址的存在所以應(yīng)在TWI_MMR中寫入從機(jī)地址并設(shè)置內(nèi)部地址長(zhǎng)度，在TWI_IADR中寫入從機(jī)子地址，由于TWI_THR保存發(fā)送的數(shù)據(jù)為8位，故設(shè)置OV6620為低分辨率、曝光時(shí)間、自動(dòng)白平衡和設(shè)置幀時(shí)鐘周期，其控制程序如下：
　AT91_F_TWI_Write_Byte
　(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x14，0x20)
　AT91_F_TWI_Write_Byte
　(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x10，0x9A)
　AT91_F_TWI_Write_Byte
　(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x24，0x33)
　AT91_F_TWI_Write_Byte
　(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x25，0x97)
　AT91_F_TWI_Write_Byte
　(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x1，0x02)
AT91_F_TWI_Write_Byte( )為控制設(shè)置寄存器函數(shù)，它的第1個(gè)參數(shù)是TWI的映射地址。在AT91SAM7S64中的宏定義地址為0Xfffb8000，OV6620_addr為宏定義的從機(jī)芯片地址0XC016,第3個(gè)參數(shù)為OV6620的內(nèi)部寄存器地址，第4個(gè)參數(shù)為相應(yīng)的寄存器設(shè)定的值。
3.2.2 OV6620的采集過(guò)程
OV6620有4個(gè)同步信號(hào)：VSYNC(垂直同步信號(hào))、FODD(奇數(shù)場(chǎng)同步信號(hào))、HREF(水平同步信號(hào))、PCLK(像素同步信號(hào))。當(dāng)采用連續(xù)掃描方式時(shí)，只使用VSYNC和HREF、PCLK 3個(gè)同步信號(hào)[5-6]。AT91SAM7S64的1個(gè)外部中斷引腳VSYNC信號(hào)的輸入，相應(yīng)的中斷服務(wù)程序分別為VSYNC_IRQ( )，HREF接AT91SAM7S64的普通I/O口。圖像采集的過(guò)程為：當(dāng)用TWI初始化0V6620后，使能VSYNC對(duì)應(yīng)的中斷，等待CPU讀取一幀的圖像在VSYNCIRQ( )中斷服務(wù)程序中判斷是否已取得一幀圖像數(shù)據(jù)。若不是，繼續(xù)等待知道完全傳送一幀圖像數(shù)據(jù)為止。完成后把每接收到一幀的數(shù)據(jù)再存儲(chǔ)到外存儲(chǔ)器中。
3.2.3 圖像提取過(guò)程
　圖像提取的過(guò)程為：當(dāng)采集數(shù)據(jù)已經(jīng)存放在外存儲(chǔ)器中，利用CPU取出數(shù)據(jù)，再傳輸給上位機(jī)。先對(duì)外存儲(chǔ)器進(jìn)行讀復(fù)位，使外存儲(chǔ)器的指針指向首地址，再根據(jù)OV6620所輸出RGB數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行讀取。其中，提取過(guò)程最重要的是OV6620所輸出RGB數(shù)據(jù)格式，它影響到提取圖像的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)應(yīng)用的是8位輸出，其數(shù)據(jù)格式如表1所示。

從表1中可以看出，第一行Y通道是無(wú)效數(shù)據(jù)應(yīng)該去除。從第二行開始讀取，在一行之內(nèi)，B、R數(shù)據(jù)只在奇次項(xiàng)出現(xiàn)，G數(shù)據(jù)只在偶次項(xiàng)出現(xiàn)。而在每一行內(nèi)，偶數(shù)點(diǎn)的R數(shù)據(jù)、B數(shù)據(jù)可通過(guò)分別對(duì)其兩側(cè)的2個(gè)點(diǎn)的R和B數(shù)據(jù)求平均值得到。這樣，一幅圖像就提取完了，可以直接存成二進(jìn)制文件。
4 軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與不足點(diǎn)
由于AT91SAM7S64 芯片的價(jià)格低廉,且在圖像采集過(guò)程中消耗MCU 的資源大,所以不免存在某些資源有限的問(wèn)題。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中程序空間不足是設(shè)計(jì)的瓶頸，此外在紅外信號(hào)處理部分并不是無(wú)間斷的連續(xù)紅外感應(yīng)而是需要間隔一段時(shí)間，但是間隔的時(shí)間約為10s左右，考慮到該系統(tǒng)為報(bào)警防盜系統(tǒng)的實(shí)際情況其時(shí)間間隔應(yīng)在合理的范圍內(nèi)。在圖像傳感及處理部分，圖像的去噪堯黑線提取等只在設(shè)置寄存器中不斷試驗(yàn)從而達(dá)到最好的效果，并沒(méi)有在程序中自動(dòng)完成。所以在以上這些方面還需要不斷完善。本設(shè)計(jì)采用AT91SAM7S64 單片機(jī)，它具有豐富的外設(shè)，同時(shí)集成了USB 接口模塊，減少了外圍電路、降低了成本遙利用硬件平臺(tái)。AT91SAM7S64 和OV6620 攝像頭進(jìn)行圖像采集，以及將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外存儲(chǔ)器、與普通的視頻采集卡相比，該嵌入式圖像采集系統(tǒng)極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，縮短了開發(fā)周期曰圖像數(shù)據(jù)的采集與處理均由ARM 芯片完成，因而降低了數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)過(guò)程中傳輸錯(cuò)誤的幾率，提高了系統(tǒng)的可靠性。