基于DSP的嵌入式视觉客流检测系统的设计

2．3 基于TCP／IP协议的以太网传输的实现与图像的实时传输

考虑到实际情况中通常采用图像处理系统与接收终端采用双绞线直连的方式传输图像数据，因而直接采取TCP／IP协议族中传输效率更高的用户数据包协议(UDP)完成系统与接收终端的数据交互。接收终端可采用套接字(Socket)获取UDP数据包，并从UDP数据包中还原出图像数据或其他系统参数。而在图像处理系统中，UDP数据包的发送主要通过DSP读写LAN9115的片内寄存器以及FIF0的方式实现，具体有以下几个步骤：

(1)初始化。完成LAN9115的唤醒工作，判别其工作状态，通过读写指定内部寄存器，激活他的各项功能。
(2)设置MAC地址。初始化时DSP通过更改LAN9115内部寄存器ADDRH和ADDRL的值，完成对网络MAC地址的设置。
(3)发送ARP数据包。根据UDP协议，发送数据时要获取对方机器的IP地址和MAC地址。该程序根据ARP协议，发送ARP数据，再接收图像接收端发回的RARP数据包，分析里面的数据，即可生成符合要求的UDP数据。
(4)发送图像数据。在发送数据包(Packet)过程中，DSP先更改LAN9115的寄存器TX_CMD_A和Tx_CMD_B的值，其中包含了要发送的数据大小，数据包(Packet)长度等信息，该系统目前采取的图像大小为320×240像素。在实际传输中，每帧图像分20块(1 Frame=20 Block)，每块又分6个数据报传输(1 Block=6 Slice)，每个数据包中图像数据为1 280 B(1 Slice=1 280 B)。这样做是因为以太网协议里规定每个数据包大小不能超过1 514 B，Windows系统中Socket套接字的缓冲区是8 KB。然后DSP利用I／0端口访问模式将数据依次写入LAN9115中。要中断当前传输过程，可设置寄存器TX—CFG中sTOP—Tx比特为1。这个传输过程就将立即结束。LAN9115与DSP的接口如图4所示。



3 系统软件设计

针对客流检测的实际应用，提出的嵌入式客流检测系统依据人体头部在俯视图像中近似为圆形的特点采用基于Hough变换的头部轮廓特征提取和识别方法定位图像中的行人头部，并利用基于Kalman滤波和头部轮廓特征帧间匹配的跟踪方法实现人体头部的跟踪以防止重复计数情况的出现，系统的软件设计流程图如图5所示。



4 实验结果

系统软件算法目前已完全移植入系统硬件平台并可以进行现场实验。在某公交公司的配合下，系统平台在一条实际运营的公交线路上进行了公交客流检测的现场实验。为了对系统应付客流高峰的能力进行评估，现场实验特意挑选了一条终点站为火车站，且包含大量客流高峰情况的公交线路。另外，考虑到公交客流检测全天候工作的特性，系统平台在夜间带有红外照明的情况下也进行了现场实验。实验结果可见表l。



5 结语

实践证明，该图像处理系统可以很好地进行图像采集、实时数据处理以及输出。在客流检测时，准确率较高。作为基于DSP嵌入式系统和以太网传输的网络测试平台，有远程传输和控制的能力，有广泛的应用范围和推广价值。该项目的完成，非常感谢浙江大学信息学院刘济林教授的大力支持和指导。