嵌入式车牌识别系统

系统设计
本 文 的 嵌 入 式 车 牌 识 别 系 统 ，也 是 “ 核 ” 方 案 ， 但 是 双
置、重用的模块。Ｉ核的重用是设计人员赢得上市时间的主要策 Ｐ 略。调用Ｉ核能避免重复劳动 ，大大减轻工程师的负担，使用Ｉ Ｐ Ｐ
智
譬 ｓ
技术 ＜Ｃ Ｏ Ｇ ＴＨ Ｌ Ｙ ＥＮ Ｏ
视 频 图像的处 理 。 ２ 、数据 存储模 块 数据 的存 储操作 主要 由Ｎ ｏ Ｉ 式软 核处 理器 配合Ｓ 卡控 ｉｓＩ 嵌入 Ｄ
添） Ｆ Ｇ （ ￣ Ｐ Ａ 现场可编程 门阵列 ），用于前端视频 图像的预处理 Ｉ ］
以及 系统 功 能ｆ 扩展 。Ｆ ＧＡ ； 勺 Ｐ 是在 Ｃ Ｌ （ Ｐ Ｄ 复杂 可编 程逻 辑器 件 ） 的 基础 上发展 起 来 的高 集成 度 、商 』 生能可 编程 逻 辑器 件 ，Ｆ Ｇ ＰＡ 的 器件 密度 从数 千逻 辑 单元 到数 百万 逻辑 单元 ，可以 实现 极其 复
圈
Ｆ ＰＧＡ
图像 处理单元
囤
Ｎｉ ｓ Ｉ ｏ Ｉ
责任编辑 张大伟
嵌 入 式 车 牌识 别 系 统
北京万集科技股份有限公司 马刚 房颜明
并 没 有 使 用 ＡＲ Ｍ处 理 器 作 为 主 处 理 器 ，而 是 将 在 传 统 嵌 入 式
刖 吾
车 牌 识 别 系统 中处 于 从属 地 位 的Ｆ ＧＡ提 升 到 了 主 控 地 位 ，在 Ｐ 进 行 视 频 预处 理 的 基础 上 ，还 实 现 了对 系 统 外 设 的 管 控 。 本
杂的时序逻辑与组合逻辑电路功能 ，非常适合于高速 、高密度的
高端数 字逻辑 电路设计 领域 。
制器Ｉ 知识产权 ） Ｐ（ 核或者硬盘控点。
所谓Ｉ核 是指将 一 些在 数字 电路 中常 用 ，但 比较复 杂 的功 能 Ｐ 块 ，如Ｆ Ｒ 波器 、Ｓ Ｒ 控 制 器 、Ｐ Ｉ 口等设 计封 装 成 可配 Ｉ滤 Ｄ ＡＭ Ｃ接
采集输出视频图像的分辨率得到了极大的提高 ，已经由标准清
晰 度 （ Ｄ）向高 清 晰度 （ Ｄ） 渡 。随 着 人们 对 采集 视 频 图像 Ｓ Ｈ 过
的清晰度要求的提高 ，高清数字摄 像机开始逐渐替代标清模拟
摄 像机 。在 智 能 交 通 方面 ，车 牌 识 别 系统 也 开 始 从 传 统 的模 拟 标 清视 频识 别 向 高 清 数 字视 频 识 别 方 向 转变 。现 在 的 高 清 视 频 图 像 动辄 几 百 万 的 像 素 ，对 处 理 系 统 的处 理 能 力 提 出 了 新 的 更 为 严格 的要 求 。 为 了 缓 解 视 频处 理 提 高 车 牌 识 别系 统 的 识
基于Ｄ Ｐ ０ 处理器，自定制Ｄ Ｐ ｓ 的ｓ ｃ ｓ 内核 、加 、１
理器 ，经优化后可满足数字视频终端设备的各种价格 、性能和功
能要 求 。或 者使 用分 立的 ＡＲ 处 理器 配 合 Ｔ新 一代 的 基于 Ｃ ４ ＋ Ｍ Ｉ ６Ｘ 核心 的Ｄ Ｐ 理器 ，控 制和 协调 好 Ａ Ｍ和ＤＳ 处 理 器之 间的 数据 Ｓ处 Ｒ Ｐ 交互 ，也 能达到 较好 的实用 效 果。 在 使用 “ 核 ”结构 的基础 上 ，嵌 入式 车牌识 别 系统一 般还 双
要 ， 处 Ｒ Ｍ
“ ”专 门用 于处 理 核
个 “ ， 用 于 负 核 ，则
ＡＲ （ Ｍ 精简 指令 集 机 （ 片上 系 统 ） 案 ，达芬 奇 处 ｎ 方
块 四大功 能模块 。该 系统 框架 见图 】 。 ｌ 频 图像处 理模 块 、视 视 频 图像 处 理模 块 主 要 由两 大 部分 组 成 ，如 图 １ 系统 框 图 的
入 式 车 牌 识 别系 统 在 硬
高集成度能够有效地 降低故障点，提高可靠性 ，降低 能耗 ；能
够 提供 ６ 流水 线结 构 ，其性 能 超过 ２０ ＭＩＳ 级 ０ Ｄ Ｐ ；用户 可定制 ３ 位 ２ ＲＩＣ 理器 ，可 满足 用户 多种功 能性 乖 可扩 展性 方面 的需求 。对 Ｓ处 口 嵌入式 车牌 识别 系统 中 的中央 处理 器的 功能 和ＮｉｓＩ ｏ Ｉ 嵌入式 软核 的特 点进 行分 析 ，可 以将 它大 体分 成视 频 图像 的处 理模 块 、数据 存 储模 块 、数 据 的通信 模块 、Ｉ （ 入输 出 口 ） 指示 灯控 制模 Ｏ 输 和 ． ． Ｌ Ｊ
随 着科 学 技 术 的 发 展 ，视 频 和 图像 技 术 日新 月 异 ，摄 像 机
方 案 使 用 基 于 Ａｌ ｒ 公 司 Ｆ Ｇ ｔ ａ ｅ Ｐ Ａ的 Ｎ ｏ Ｉ 核 处 理 器 配 合 Ｔ公 ｉ ｓＩ 软 Ｉ 司 的Ｄ Ｐ （ Ｍ６ ８），设 计 了一 款 高 性 能 、低 成 本 的 嵌 入 式 车 Ｓ Ｄ ４ 牌识别系统。 ＮｉｓＩ ｏ Ｉ 式处 理器 是Ｆ ＧＡ 嵌入 Ｐ 生产 厂商 Ａｌ ｒ公 司推 出 的第 ｔａ ｅ 二 代软 核Ｃ Ｕ，是 一种 面向 用 户 ，可 以灵活 定 制的 通 用精简 指 令 Ｐ 集 架构 ＩＩ０３ 位嵌入 式Ｃ Ｕ Ｒ５ ２ Ｐ 。嵌 入式 处理 器Ｎｏ Ｉ 列 为Ａ ｔｒ ｉｓＩ 系 ｌ ａ ｅ ＦＧ Ｐ Ａ和其 可编程 片上 系统 （ Ｐ ） 集成 应用专 门做 了优化 。 Ｓ Ｃ的 Ｏ 在 嵌入 式车 牌识 别系统 中利 用ＮｉｓＩ 入软核 的优 点如 下 ： ｏ Ｉ 嵌
所示 ，Ｆ ＧＡ Ｐ 的一部分逻辑单元配合必要的外部电路构成图像处
理 单 元 ，负 责高 清 视 频 图 像 的预 处 理 ，如 图 像 的 解 压缩 、格 式 转换 等 ；Ｄ ６ ８ 其外 围 电路构 成 了车 牌识 别算 法的 主要 运算 单 Ｍ ４及
元 ，负责逐帧处理 图像 ，进行车辆 车牌 定位 、切割 、识别等操 作。除支持高清 图像的处理外 ，车牌识别系统还可支持标清模拟