TMS320C6000系列的数字信号处理器，是美国TI公司于1997年推出的高端系列的DSP。虽然该系列的DSP在芯片设计上，最初主要是针对多通道无线通信和有线通信的应用领域，但是，由于其优异的高速处理性能和出色的对外接口能力，因此，这种器件也很适合用于雷达声纳图像处理视频测量跟踪等领域。

C6000芯片具有超长指令字处理能力。其内部有８个并行处理单元，８条指令组成一个指令包，一个指令包的总字长为２５６位。它可在一个时钟周期内并行执行8条指令。这种高速高性能的数字信号处理器，工作频率可达200MHz，每秒可完成1.6G次操作。

C6000的８个独立功能单元中有两个１６ｂｉｔ乘法器和六个算术逻辑单元。

C6000的存储器寻址空间为３２ｂｉｔ，芯片内部集成了１Ｍ～７Ｍｂｉｔ的片内ＳＲＡＭ。　

C6000内部的四通道ＤＭＡ协处理器，可用于数据的ＤＭＡ传输。

TI公司针对TMS320C6000系列的数字信号处理器，还推出了一种ＣＣＳ集成开发软件。在这种ＣＣＳ集成开发软件的环境下，Ｃ编译器的效率可达８０％，若将新的线性汇编语言和Ｃ６０００汇编优化器配合使用，可使代码效率高达９５％以上。

TMS320C6000系列的数字信号处理器，是TI公司近几年来推出的可用于视频测量跟踪的空前卓越的高档次芯片，将这种芯片用于视频测量跟踪警戒等产品的开发中，势必将会带来一些技术水平水准的提高。

　　我们采用TMS320C6201为核心器件构成的视频警戒跟踪器的硬件构成如图１所示。

视频信号经 A / D 转换为图象数字量， 数字图象数据在波门的范围内依照地址产生器的地址按照一定的顺序存入双端口存储器 R A M 。

FLASH MEMORY 用作存放开机自举的程序机器码以及有关参数数据。

SDRAM 是容量为4M×32bit的高速动态存储器，该存储器主要用作存储以DMA方式从双端口存储器 R A M传输过来的数字图像数据。

数字信号处理器TMS320C6201执行芯片内的程序存储区的程序，对数字图象数据进行处理，这种处理包括目标与背景的分割、随机孤立噪声信号的剔除、目标的形心计算及跟踪、图像的匹配计算及跟踪和动目标检测警戒等。数字信号处理器还完成操控状态的循环检测、与主机进行数据通讯等工作。

接口部分的电路用双端口存储器构成，其作用是实现与主机的数据中转传输包括测偏数据控制数据等数据的中转传输。

波门电路的作用是根据波门数据形成空心波门和实心波门。空心波门送至视频复合电路供显示用；实心波门分为场实心波门和行实心波门，可用作选通或形成图像数据的存储地址。

视频复合电路的作用是将空心波门、电十字线、视频信号复合起来，供监视器显示。

操控键有各种工作方式的选择按键和上下左右操控按键。

通过云台控制部分，可对载有摄像机的普通云台，进行上下左右的自动控制，从而将运动的目标一直自动拉到视场中心位置上。

报警驱动部分可在自动检测出目标之后，向报警声发生器或数字录像机等发出驱动信号，使它们进入报警或录取现场视频图像的状态。

(略)

图1 视频跟踪器硬件构成

系统开机后，FLASH MEMORY 内的程序机器码自举到TMS320C6201内部的程序存储区，TMS320C6201然后执行程序进行一些初始化。接着判断操控键的状态以确定进入哪种跟踪处理方式。本系统的工作方式或跟踪方式主要有三种：形心跟踪匹配跟踪和动目标检测警戒跟踪。TMS320C6201在进行了当场波门内图像数据的DMA传输和图像数据处理之后，则形成下一场的波门位置数据和波门大小数据，并向与主机接口的双端口存储器，送去波门或目标相对于视场中心的位置数据和其他有关的状态字（还可向云台控制部分送去目标相对于视场中心的上下左右的状态字）。然后返回进入下一场的判断和处理。如此循环往复，即实现对目标的搜索捕获测量跟踪警戒报警等。

(略)

    图2 工作流程简图

数字信号处理器TMS320C6201对波门内的数字图像处理得到一阈值，根据该阈值再从波门内的数字图像中分割出目标象元。然后根据分割出的全体目标象元位置数据和目标象元的总点数，计算出目标的形心；该形心数据则作为下一场波门的跟踪数据；目标的形心相对于视场中心的位置数据，则作为目标的偏差数据。

在匹配跟踪的过程中， D S P 则将新一场波门内的图象与原始模板图象进行逐点进行比对， 计算出新一场的波门内图象与原始模板图象的最佳匹配位置数据，然后根据最佳匹配位置数据，形成下一场的跟踪波门数据和测偏数据。

在实际跟踪过程中，波门内的目标图象会出现形状大小等各种变化，若不及时更新图象模板，则会使跟踪波门的抖动较大，使跟踪不稳定。为了解决这一问题，在波门内的目标图象变化的过程中，需要自动适时对模板进行更新。模板图象的更新周期，不是固定不变的。模板图象在什么时候更新，取决于波门内的目标图像变化量。当波门内的目标图像变化量大于设定的某一阈值时，才进行模板图象的更新。

本系统还具有针对复杂背景下的动目标检测警戒跟踪功能。动目标检测的主要方式是将具有一定时间差的两场图像进行相减处理。

在数据存储器SDRAM当中，划分了两个图象存储区块A和B。图象存储区 A 中的图象数据，在每一场都进行刷新，而图象存储区 B 中的图象数据，则是以数百场为一周期进行刷新。当没有动目标进入视场时，图象存储区 A 和B 中的图象数据，大体相同，当有目标进入视场时，图象存储区 A 和 B 中的图象数据，则会在出现动目标的相应位置上，出现差异。这种差异的差值可以通过对图象存储区 A 和 B 中的图象数据相减处理运算得到。

复杂背景下的动目标检测警戒跟踪的总的工作过程如下：TMS320C6201对图象存储区 A 和 B 中的图象数据进行相减处理，以检测动目标信号。 如果DSP对图象存储区 A 和 B 作完一场的图象数据的处理检测后，没有提取出连续三行相邻出现的信号，则判为没有动目标进入视场。如果检测出动目标信号连续压行数等于大于三行，则判为有动目标进入视场，发出报警信号，并根据该场中的有效动目标位置数据，计算得到波门的位置数据和目标相对于 视场中心的位置数据等，从而实现针对复杂背景下的动目标检测警戒跟踪。

图象存储区 B 中的图象数据的刷新周期，可以通过软件设置。图象存储区 B 中的图象数据的刷新周期不宜太短，也不宜太长。 该刷新周期，可根据应用场合的实际情况来确定。

该视频测量跟踪器的波门引导方式分为手控引导、主机引导、程控引导三种引导方式。手控引导是按动上下左右操控键将波门移到所需的位置；主机引导是根据主机发过来的波门引导数据，使波门跳到对应的位置；程控引导是在没有手控引导和主机引导的操作并且波门内没有目标时，波门按照程序规定的顺序路径自动移动位置，搜索目标。

该视频跟踪器具有如下几个主要功能:

     1.运算处理能力：1600MIPS。

     2.可供存储数字图像的存储器容量：4M×32bit。

3.处理每场图像的分辨率为512×256象元。

4.测量精度±1个象元。

     5.测量跟踪的目标与背景的最低对比度：4%。

     6. 触发报警的动目标压行数≥3电视行。

     7.形心测量跟踪和匹配测量跟踪目标的数据处理时间 < 2 0 毫秒 。

     8.在全视场内，大波门自动捕获目标时间≤60毫秒。

     9.自动控制普通云台跟踪目标的速度和转角技术参数，一般取决于普通云台自身的参数。选用富视康的型号为FI-802的云台的自动跟踪目标的角速度：水平24°/S，垂直12°/S。其水平转角0°- 360°，垂直转角0°- 90°。

该视频测量跟踪器，既可自成一个小系统，独立运行工作，也可作为一个子系统，装在其他光电测量跟踪系统中工作。

这种视频测量跟踪器，可用于需要进行视频目标的测量跟踪和警戒报警等场合。

这种采用高速数字信号处理器TMS320C6201的视频测量跟踪器的软硬件开发环境较好，该系统还有进一步提高性能和增加新功能的潜力。

该系统本身也就是一种高性能的视频图像处理机，因此它也可用作其他的一些实时图像处理。

1. TMS320C6201/C6701 Peripherals . TEXAS Instrumens,1998
2. TMS320C62╳/C67╳ CPU and Instruction set. TEXAS Instrumens,1998
3. TMS320C6╳ Optimizing C Compile . TEXAS Instrumens,1998
4. TMS320C6╳ C Source Debugger . TEXAS Instrumens,1997
5. TMS320C6000 Code Composer Studio. TEXAS Instrumens,1999
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