摘要：针对疲劳检测算法中大数据量、高速传输、复杂运算的实际需要，设计了以saa7115为视频采集a/d、dsp tms320dm642为核心处理器、saa7105为视频输出d/a，并以fpga控制输出来实现增强显示功能的实时视频处理系统。该系统采用双摄像头控制采集数据，可以满足多路视频的实时采集、处理、显示需求，可以作为疲劳检测算法、视频处理和图像处理的硬件平台。

    关键词：tms320dm642；疲劳检测；eddds；fpga；osd

    驾驶员疲劳、睡眠不足是引发严重交通事故的重要诱因之一。统计表明，由于疲劳/瞌睡造成的交通事故在交通事故总数中占7%左右，在严重交通事故中占40%，而在重型卡车和高速路上的交通事故中则占到35%左右。因此许多国家对司机在驾驶中的“瞌睡”检测的研究非常重视。为了适应多媒体通信的发展，美国德州仪器公司推出了新一代数字多媒体处理器tms320dm642（以下简称dm642）。它是tms320c6000家族中性能最高的定点dsp，基于c64x cpu核，具有极强的处理能力、高度的灵活性和可编程性，同时又集成了音视频和网络通信等外设，特别适用于多媒体通信应用。dm642可广泛应用于基于ip的音视频传输、数字视频记录、机器视觉、医学成像、安全监视、数字相机等领域。针对疲劳检测算法中要求精确定位人眼并要求提高精度的人眼图像的需求，笔者改进了前期设计平台，采用双ccd摄像头捕获驾驶员红外滤波后的头部图像来实现疲劳检测算法，一个摄像头定位人脸，一个摄像头定位人眼，建立了以dm642为核心处理器的实时图像采集、处理和显示平台。

    1 tms320dm642简介

    tms320dm642建立在c64x dsp核基础上，采用德州仪器公司开发的第二代高性能超长指令字结构velocit1.2tm，其每个乘法在每个时钟周期内可执行2个16x16位的乘法或4个8x8位的乘法。tms320dm642内含6个算术逻辑单元，在每个时钟周期内都可执行2个16位或4个8位的加减、比较、移动等运算。在600mhz的时钟频率下，dm642每秒可以进行24亿次16位的乘累加或48亿次8位的乘累加。这样强大的运算能力，使得dm642可以进行实时的多视频处理和图像处理。dm642还在c64x的基础上增加了很多外围设备和接口。其主要的结构特征如下：

    ●600mhz/4800mips的工作频率；

    ●两级缓存结构；

    ●64bit emif;

    ●64个edma通道；

    ●3个可配置的视频接口，可以和视频输入、输出或传输流输入无缝连接；

    ●vcxo内插控制端口（vic）；

    ●多通道音频串行端口（mcasp）；

    ●两个多通道有缓存的串口（mcbsp）；

    ●3个32bit通用定时器；

    ●用户可配置的16bit或32bit的主端口接口（hpt16/hpt32）；

    ●66mhz 32bit pci接口；

    ●10/100mbps以太网（emac）；

    ●mdio模块

    2 疲劳检测系统概述

    本设计系统的目的是检测驾驶员是否疲劳，以避免因疲劳造成的交通事故。根据疲劳检测算法中要精确定位人眼的要求，笔者对前期设计的系统进行了改进，采用了双摄像头采集数据。eddds系统结构如图1所示。由图1可以看出，主要包括以下设备：

    （1）两个红外线敏感的黑白ccd摄像机，在800~900nm处有较高的灵敏度。

    （2）红外线带通滤波器。中心频率为850nm，半带宽为12nm，峰值通透率为83%。

    （3）红外光源。发光二极管的中心频率为850nm，功率是10nw。

    （4）云台控制其中的一个摄像头来跟踪人眼。

    构成ddds时还应注意以下几点：

    （1）安装的红外光源应和摄像机成一定的角度，以消除由于光源与摄像机距离过近造成“红眼”现象，影响测量效果。

    （2）应使用固定波长的红外光才能通过的红外带通滤光片，以滤除可见光影响，使白天和晚上成像效果相差不大。

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