專利名稱：一種嵌入式雙dsp信息數(shù)據(jù)處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理裝置，更具體地涉及一種用于智能交通的嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置。本發(fā)明還涉及利用上述數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)是以數(shù)字信號來處理信息的
器件，其工作原理是將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號再處理為現(xiàn)實信號。在智能交通領(lǐng)域，DSP處理器一直承擔(dān)著相當(dāng)重要的角色，除了完成現(xiàn)場抓拍圖像的預(yù)處理以及圖像輸出外，也能對交通現(xiàn)場進行視頻錄像。常見的系統(tǒng)一般采用單DSP架構(gòu)，在這種架構(gòu)下，DSP需要承擔(dān)圖像采集前端的控制、轉(zhuǎn)換處理、圖像保存和輸出等任務(wù)，這樣就會存在如下幾個問題I)對應(yīng)用場合有限制。由于單DSP系統(tǒng)任務(wù)繁重，需要處理的事務(wù)過多，系統(tǒng)處理能力有限，不適用于高速和預(yù)處理算法復(fù)雜的場合；2)系統(tǒng)不易穩(wěn)定。由于單DSP系統(tǒng)需要處理的事務(wù)過多，很難設(shè)計出比較穩(wěn)定的系統(tǒng)，也不利于系統(tǒng)后期系統(tǒng)維護；3)不支持并行處理。在智能交通領(lǐng)域，很多時候需要對抓拍圖片進行實時處理，并將處理結(jié)果疊加到抓拍圖片或者視頻流，而單DSP架構(gòu)受系統(tǒng)處理所限，通常只能以串行的方式工作，即抓拍獲取圖像后，進行圖像數(shù)據(jù)處理，然后將處理結(jié)果疊加到圖像之上，最后保存并輸出到目標(biāo)介質(zhì)。4)視頻流不連續(xù)。在單DSP架構(gòu)下，如果既需要輸出抓拍圖像幀，同時也要保存視頻流，一般情況下，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，同時也受系統(tǒng)緩存和處理能力所限，只能從連續(xù)的圖像幀里面取出特定幀作為抓拍幀，這樣就會導(dǎo)致視頻流不連續(xù)，有明顯的頓挫感，不以利于交通應(yīng)用。5)不支持用戶二次開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于智能交通的嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置。本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置，由兩個并行的第一 DSP處理器和第二 DSP處理器組成，兩個并行的DSP處理器連接至一個圖像采集前端模塊；兩個DSP處理器的后端各外設(shè)有接口模塊。其中，接口模塊包括串口模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和存儲模塊。本發(fā)明提供的利用上述嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法，是由圖像采集前端模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)分別輸出到第一 DSP處理器或第二 DSP處理器，由第一 DSP處理器和第二 DSP處理器同時分別對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行處理并將數(shù)據(jù)發(fā)送到接口模塊。發(fā)送到接口模塊的數(shù)據(jù)為單幀圖像和視頻流方式。接口模塊是指網(wǎng)絡(luò)、SD卡和USB存儲卡。本發(fā)明還提供了一種利用上述嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法，是由圖像采集前端模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)分別輸出到第一 DSP處理器和第二 DSP處理器，由第一 DSP處理器和第二 DSP處理器同時分別對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行各自的處理，其中一個DSP處理器的處理結(jié)果傳遞到另一個DSP處理器對圖像進行數(shù)據(jù)疊加，并將結(jié)果發(fā)送到接口模塊，比如由一個DSP處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)綜合、視頻壓縮處理并輸出抓拍圖像幀和視頻流，另一個DSP處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)分析和處理并輸出抓拍圖像數(shù)據(jù)幀。發(fā)送到接口模塊的數(shù)據(jù)為單幀圖像和視頻流方式。接口模塊是指網(wǎng)絡(luò)、SD卡和USB存儲卡。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置是一種從處理到輸出各個環(huán)節(jié)都能夠并行的結(jié)構(gòu)，單個DSP處理可以各自獨立完成從數(shù)據(jù)處理到輸出全部過程，也可以在組合模式下，兩個DSP之間進行數(shù)據(jù)交互，但兩個DSP處理器也可以分別單獨進行數(shù)據(jù)輸出，即數(shù)據(jù)結(jié)果并行輸出?！み@對于智能交通領(lǐng)域有較強的靈活性，用戶可以針對交通現(xiàn)場和應(yīng)用領(lǐng)域的特點采用合適工作模式。


圖I是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的裝置數(shù)據(jù)流示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出了一種用于智能交通領(lǐng)域的基于雙DSP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的處理裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用雙DSP架構(gòu)對采集前端獲取的圖像數(shù)據(jù)進行分析和處理，將圖像處理結(jié)果進行綜合，保存輸出到其他外部接口，并提供DSP軟件二次開發(fā)接口，由用戶自主實現(xiàn)圖像處理算法以及對前端采集部分的控制。本發(fā)明提出的雙DSP結(jié)構(gòu)是一種完全意義上的并行結(jié)構(gòu)，兩個DSP處理器既可以工作在獨立模式，也可以工作在組合模式。獨立模式就是兩個DSP處理器各自獨立工作，互不影響，分別對圖像數(shù)據(jù)進行處理和輸出；組合模式就是兩個DSP處理器需要進行相互通信，對圖像數(shù)據(jù)分別進行處理，最后進行數(shù)據(jù)綜合和輸出。本發(fā)明的雙DSP結(jié)構(gòu)包括圖像采集前端模塊，由雙DSP處理器構(gòu)成的采集數(shù)據(jù)處理模塊，以及后端外設(shè)接口模塊。圖像采集前端模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)外部圖像數(shù)據(jù)采集，在獲取到一幀圖像數(shù)據(jù)后通過DSP視頻端口通信接口，將同一幀圖像數(shù)據(jù)同時輸出到第一 DSP處理器(DSPl)和第二 DSP處理器(DSP2)兩個處理器；數(shù)據(jù)處理模塊由DSPl和DSP2構(gòu)成，其中DSPl負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)綜合、視頻壓縮等部分，而DSP2處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)分析和處理。在獨立模式下，這兩個DSP處理器同時分別對輸入數(shù)據(jù)進行處理并完成各自的輸出控制，其中DSPl處理器可以輸出抓拍圖像幀和視頻流，DSP2處理器可以輸出抓拍圖像數(shù)據(jù)幀；而在組合模式下，這兩個DSP處理器在同時進行數(shù)據(jù)處理后，由DSP2處理器將處理結(jié)果傳遞到DSPl處理器，由其負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)綜合，并將處理結(jié)果疊加到圖像之上，輸出到外部其它存儲介質(zhì)，顯然DSPl和DSP2兩個處理器也可以分別進行輸出控制。
雙DSP處理器分工合作，協(xié)同處理同一幀圖像數(shù)據(jù)，最后對處理結(jié)果和圖像數(shù)據(jù)進行綜合，將處理結(jié)果疊加到圖像數(shù)據(jù)，相對于單DSP結(jié)構(gòu)來說，雙DSP架構(gòu)中單個處理器可以分擔(dān)系統(tǒng)任務(wù)的整體壓力，專注于各自獨立的事務(wù)處理，更適用于應(yīng)用現(xiàn)場對圖像數(shù)據(jù)處理速度和一些處理算法比較復(fù)雜的場合；雙DSP架構(gòu)中單個處理器各自完成獨立的工作，系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)清晰，功能層次結(jié)構(gòu)邊界明確，有利于整個系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計和后期維護，也有利于不同的設(shè)計人員進行并行開發(fā)。雙DSP結(jié)構(gòu)中對于單幀圖像需要各個處理器協(xié)同處理，才能得到最終的綜合數(shù)據(jù)，但只要采用多緩沖區(qū)技術(shù)，就能從系統(tǒng)整體角度實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)流的并行處理；同一幀數(shù)據(jù)同時進入雙DSP處理器分別進行處理，也避免了視頻流不連續(xù)的情況。區(qū)別于一般雙DSP串行處理結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出了并行處理結(jié)構(gòu)。一般雙DSP串行處理結(jié)構(gòu)采用的是數(shù)據(jù)流在每一個DSP處理器中串行處理，即前 DSP數(shù)據(jù)處理完成之后才能由后DSP進行處理，系統(tǒng)整體的工作效率不高，沒有充分發(fā)揮多DSP處理器架構(gòu)的優(yōu)勢。本發(fā)明提出的并行處理結(jié)構(gòu)，將圖像數(shù)據(jù)分析處理、視頻壓縮、圖像保存等功能更好地融合在一起，可以充分發(fā)揮多DSP協(xié)同處理的優(yōu)勢。區(qū)別于一般雙DSP并行處理結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出了一種多工作模式的并行處理結(jié)構(gòu)。對于一般的雙DSP并行處理結(jié)構(gòu)，兩個DSP處理器同時并行處理數(shù)據(jù)，然后由其中一個DSP處理器進行數(shù)據(jù)綜合，并將數(shù)據(jù)串行輸出到其它存儲介質(zhì)，而本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)是一種從處理到輸出各個環(huán)節(jié)都能夠并行的結(jié)構(gòu)，在獨立工作模式下，單個DSP處理可以各自獨立完成從數(shù)據(jù)處理到輸出全部過程，而在組合模式下，DSPl和DSP2之間有數(shù)據(jù)交互，但兩個DSP處理器也可以分別單獨進行數(shù)據(jù)輸出，即數(shù)據(jù)結(jié)果并行輸出。這對于智能交通領(lǐng)域有較強的靈活性，用戶可以針對交通現(xiàn)場和應(yīng)用領(lǐng)域的特點采用合適工作模式。另外由于現(xiàn)在智能交通應(yīng)用越來越廣泛，交通現(xiàn)場越來越復(fù)雜，需要進行處理的事務(wù)越來越多，很多場合下需要提供二次開發(fā)接口由用戶自主開發(fā)圖像分析處理算法，完成對交通現(xiàn)場的數(shù)據(jù)分析和綜合。本系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)支持用戶二次開發(fā)，可以充分地將用戶算法實現(xiàn)的靈活性和雙DSP極高的并行性較好地結(jié)合起來，能夠很好地滿足最終用戶的要求，也有利于滿足日益發(fā)展的智能交通領(lǐng)域?qū)μ幚硐到y(tǒng)高性能高穩(wěn)定性等方面要求。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)描述如圖I所示，雙DSP架構(gòu)系統(tǒng)由圖像采集前端模塊，由雙DSP處理器構(gòu)成的采集處理模塊，以及后端外設(shè)接口模塊組成。采集前端模塊將圖像數(shù)據(jù)分別通過視頻端口連接通道輸出到DSPl和DSP2兩個處理器，雙DSP處理器之間通過某種通信方式，如SPI、McBSP,I2C等方式進行數(shù)據(jù)交換和命令控制。DSP2將圖像處理結(jié)果發(fā)送到DSPl后，DSPl對圖像進行數(shù)據(jù)疊加，然后以單幀圖像(如JPEG標(biāo)準(zhǔn))、視頻流(如H. 264)等方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到接口模塊(如網(wǎng)絡(luò)、SD卡或USB存儲)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可以看出，雙DSP架構(gòu)解決方案很顯然可以解決應(yīng)用場合受限、系統(tǒng)不穩(wěn)定、視頻流不連續(xù)等問題。下面結(jié)合圖2描述如何實現(xiàn)雙DSP架構(gòu)并行處理。如圖2所示，采集前端獲取的圖像數(shù)據(jù)同時輸出到DSPl和DSP2兩個處理器分別進行處理。在DSPl處理器中，對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行了兩種不同處理，其中一路進行圖像裁剪，得到符合視頻流標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，如720P/1080P，另一路不進行任何處理，而DSP2對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行分析處理，將處理結(jié)果通過某種方式(典型地如SPI)發(fā)送到DSP1，處理結(jié)果一般包括工作現(xiàn)場的地理信息，圖像特征信息等，由DSPl進行數(shù)據(jù)疊加，最后DSPl沒有裁剪的圖像和處理結(jié)果進行疊加，輸出帶有疊加信息的壓縮圖像，而將圖像裁剪后得到圖像和其他特定位置信息進行疊加(一般不包括DSP2的處理結(jié)果)。從以上的描述可以看出，對于單幀圖像數(shù)據(jù)，其處理過程實際上還是需要從DSP2到DSPl這樣一個串行處理過程，即由DSP2完成數(shù)據(jù)分析處理并將處理結(jié)果發(fā)送到DSPl，再由DSPl進行結(jié)果疊加和圖像壓縮等處理。為了更好地利用系統(tǒng)雙DSP架構(gòu)的優(yōu)勢，需要設(shè)計雙DSP架構(gòu)下一種多幅圖像數(shù)據(jù)流并行處理的方法。從采集前端獲得的圖像數(shù)據(jù)，并不是僅僅單幀圖像，而是連續(xù)多幀圖像數(shù)據(jù)流，這樣就為雙DSP架構(gòu)下并行處理提供了基礎(chǔ)。在本發(fā)明中采用了如下方法。處理流程如下從采集前端獲取得到的圖像數(shù)據(jù)上添加幀號和組號信息，這樣就可以為唯一區(qū)別
每一巾貞圖像； 在DSPl處理器中將接收到的多幀圖像數(shù)據(jù)流進行緩存，其緩存圖像幀數(shù)可以進行設(shè)定，并等待從DSP2傳回的處理結(jié)果；在DSP2處理器中對圖像數(shù)據(jù)進行處理，并按照一定的格式將處理結(jié)果發(fā)送到DSP1，該結(jié)果存放在處理結(jié)果緩沖區(qū)；DSPl處理器檢查到處理結(jié)果緩沖區(qū)，根據(jù)組號和幀號進行匹配，若某一幀圖像數(shù)據(jù)有處理結(jié)果，則對該組的所有幀數(shù)據(jù)進行疊加，并更新圖像緩沖區(qū)，接收來自采集前端的新圖像數(shù)據(jù)；DSPl處理器中設(shè)置超時等待，在設(shè)定的時間內(nèi)沒有等到圖像處理結(jié)果，也會直接添加特定結(jié)果到圖像數(shù)據(jù)；反復(fù)按照以上步驟處理圖像數(shù)據(jù)流。采用以上所述的方法，可以實現(xiàn)雙DSP架構(gòu)下圖像數(shù)據(jù)流的并行處理，使系統(tǒng)的效率發(fā)揮到最大。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置，由兩個并行的第一 DSP處理器和第二 DSP處理器組成，兩個并行的DSP處理器連接至一個圖像采集前端模塊；兩個DSP處理器的后端各外設(shè)有接口模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置，其中，所述接口模塊包括串口模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和存儲模塊。
3.一種利用權(quán)利要求I所述嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法，圖像采集前端模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)分別輸出到第一 DSP處理器或第二 DSP處理器，由第一 DSP處理器和第二 DSP處理器同時分別對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行處理并將數(shù)據(jù)發(fā)送到接口模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，發(fā)送到其它接口模塊的數(shù)據(jù)為單幀圖像和視頻流方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，接口模塊是指網(wǎng)絡(luò)模塊、存儲模塊。
6.一種利用權(quán)利要求I所述嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法，圖像采集前端模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)分別輸出到第一 DSP處理器和第二 DSP處理器，由第一DSP處理器和第二DSP處理器同時分別對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行各自的處理，其中一個DSP處理器的處理結(jié)果傳遞到另一個DSP處理器對圖像進行數(shù)據(jù)疊加，并將結(jié)果發(fā)送到接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，由一個DSP處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)綜合、視頻壓縮處理并輸出抓拍圖像幀和視頻流，另一個DSP處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)分析和處理并輸出抓拍圖像數(shù)據(jù)幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，發(fā)送到接口模塊的數(shù)據(jù)為單幀圖像和視頻流方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，接口模塊是指網(wǎng)絡(luò)模塊、存儲模塊。
全文摘要
一種嵌入式雙DSP信息數(shù)據(jù)處理裝置，由兩個并行的第一DSP處理器和第二DSP處理器組成，兩個并行的DSP處理器連接至一個圖像采集前端模塊；兩個DSP處理器的后端各外設(shè)有接口模塊。利用上述裝置進行數(shù)據(jù)處理的方法，圖像采集前端模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)分別輸出到第一DSP處理器和第二DSP處理器，由第一DSP處理器或/和第二DSP處理器同時分別對輸入的圖像數(shù)據(jù)進行各自的處理，其中一個DSP處理器的處理結(jié)果傳遞到另一個DSP處理器對圖像進行數(shù)據(jù)疊加，并將結(jié)果發(fā)送到接口模塊。本發(fā)明對于智能交通領(lǐng)域有較強的靈活性，用戶可以針對交通現(xiàn)場和應(yīng)用領(lǐng)域的特點采用合適工作模式。
文檔編號G08G1/01GK102881159SQ201110196298
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者李東平, 彭杰軍, 羅松彬, 郭勇軍, 馮立志, 朱慶軍, 馮鑫 申請人:中國大恒(集團)有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司