摘要：針對等離子體設備監控系統的實際應用需求，提出了一個基于TMS320DM643的視頻圖像處理監控系統。系統通過CCD攝像頭獲取設備現場的圖像信息，采用TMS320DM643作為核心處理器，應用DSP／BIOS實時系統，對獲取的圖像進行了預處理、背景差分、目標提取，最后輸出設備的運行狀態從而達到監控目的。實驗表明，系統能夠準確有效地進行目標狀態檢測，具有很好的實時性。
關鍵詞：TMS320DM643；視頻監控；彩色圖像處理；DSP／BIOS；YCbCr

0 引言
數字視頻監控系統在交通安防等領域有著廣泛的應用，而在設備系統的監控中，感興趣的主要是反映設備狀態的各類儀表及音視頻信號。隨著設備系統日益復雜，傳統的人工方法由于效率低下、自動化程度不高，在一些場合己不能滿足監控需要，特別是人員無法常駐、無法就地工作以及對監控自動化程度要求高的環境。為解決上述問題，基于嵌入式的遠程監控系統應運而生，并與圖像分析和處理技術相結合，實現了一定的智能監控功能，較好地滿足了設備系統監控的實際需要。
本系統依托于等離子體發生設備，對等離子體發生裝置進行了視頻監控。等離子體發生裝置在真空狀態下產生等離子體的過程中，顏色會發生相應的變化，通過對其顏色的實時監控達到實時獲取發生裝置狀態的目的，從而達到監控目的。

1 系統硬件設計
1．1 TMS320DM643性能分析
TMS320DM643是TI公司推出的針對多媒體處理的高性能數字媒體處理器，在圖像處理方面具備優勢。在C64xDSP的基礎上，針對多媒體處理的實際需要，集成了完備的數字視頻、數字音頻輸入輸出及以太網接口，該芯片工作主頻最高可達600MHz，處理能力可達4800MIPS。為提高處理效率，保證高速的DSP和相對低速的外設之間速率匹配，TMS320DM643在片上設有L1D、L1P和L2RAM／Cache兩級緩存，二級緩存L2的具體用途通過緩存寄存器的相應位來設置。TMS320DM643采用了增強型超長指令字結構，內核有8個功能單元(兩個乘法器和6個算術邏輯單元、64個32位通用寄存器)，可在一個周期內完成4個16位乘加運算或8個8位的乘加運算。針對圖像處理的實際，也設計了大量相關指令。同時，TMS320DM643還集成了豐富的外圍設備和接口，為構建視頻設備監控系統提供了便利條件。
1．2 系統的硬件結構
本系統以DSP控制模塊為核心，由圖像采集模塊、存儲模塊、圖像顯示模塊以及電源管理模塊等模塊構成，系統的硬件結構如圖1所示。

1．3 圖像采集模塊
圖像采集模塊由CCD攝像頭和TVP5150A視頻解碼器組成，主要功能是將從CCD攝像頭采集來的PAL／NTSC復合視頻信號進行采樣、量化得到任意分辨率的數字信號，為TMS320DM643提供視頻流。
視頻解碼器選用TVP5150A視頻解碼芯片，可以將NTSC和PAL制模擬的視頻信號轉換成BT．656格式的標準數字視頻信號(YUV4：2：2)后傳輸至TMS320DM643。TVP5150A通過標準的IIC總線進行配置，其數據傳送率最高可達400 kb／s。同時，由于TMS320DM643支持BT．656格式的標準數字視頻信號輸入格式，TVP5150A與TMS320DM643實現了無縫連接。TVP5150A與TMS320DM643連接的示意圖如圖2所示。

如圖2所示，VP1CLK0作為視頻源的輸入時鐘，VP1CLK1未用。而VP1CTL0、VP1CTL1和VP1CTL2則分別作為視頻源的CAPEN／AVID／HSYNC、
VBLNK／VSYNC、FID輸入同步信號。