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(多图) 基于DSP的手势识别电视遥控器设计

/?? 2014年08月28日 ?? 收藏3
由于传统电视机遥控器的按键操作比较机械且缺乏娱乐性,设计了一种以DSP2812为核心的手势识别算法。通过将用户手势运动的信息转换成相应的红外信号,从而实现手势遥控电视机更换频道和调节音量的目的。该系统主要由双端口RAM通信的双DSP 并行处理器、CMOS 数字摄像头、红外遥控模块、上位机调试软件和以太网通信模块组成。实验测试表明,该系统能够实现用户手势图像的采集、手势动作的识别、红外遥控及以太网通信功能。

传统电视机遥控器是一种按键操控方式,其操作比较机械且缺乏娱乐性。本文提出一种采用直接判断使用者手部动作的方法遥控电视机,使用者在摄像头拍摄范围内按照规定的摆放方式移动手部,就能够遥控电视机进行音量增减或频道变换等操作。设计使人们对电视机的遥控操作更加便捷、人性化,丰富大众的日常生活。

1 系统设计方案

手势识别电视机遥控器是集合图像采集、手势识别和红外遥控三大主要功能的控制装置。依据要实现的采集图像能力和DSP 处理视频流能力的功能要求,确定系统结构如图1 所示。

图1 手势识别电视遥控器系统结构
图1 手势识别电视遥控器系统结构

本系统采用了双DSP 共同工作的方式,主要由六个模块组成。

1) 摄像头模块: 由摄像头OV7620 及驱动电路组成,负责手势图像采集。

2) DSP1: 核心是TMS320F2812,负责对图像采集及预处理,与上位机网络通信和用户按键信息的输入。

3) 上位机: 显示实时采集的图像,图像处理结果和调试参数等。

4) 双端口RAM 模块: 实现两个DSP 之间的高效数据通信。

5) DSP2: 负责提取手势图像特征和向红外遥控模块发送指令。它从双端口RAM 获取图像数据,从图像中提取有用的特征,并将判断结果转换成相应的遥控指令。

6) 红外遥控模块: 负责学习电视机配套遥控器的红外遥控指令,将其放入指定的存储空间中。在DSP2 给出发射指令时,查询存储空间,获取对应的红外指令并发射。

2 系统硬件设计

2. 1 双DSP 处理器及内存空间设计

本设计使用双TMS320F2812 的DSP 进行图像采集、图像处理并且实现红外遥控和网络通信等功能。这样可以满足并行图像处理能力和快速响应的速度要求,同时两个DSP 扩展了512 K × 16 位的RAM 空间,以满足图像处理的空间要求。

为了实现双DSP 之间的通信,系统采用Cypress公司的一款64 K × 16 位的双端口RAM 芯片CY7C028 搭建一个数据通道。DSP1 把采集到的图像通过时间控制有规律写入数据通道中,DSP2 从数据通道中提取图像数据存放到自己的RAM 中,然后进行相关的图像处理。在设计工作状态时,使用双端口中断判优方式,数据传递采用握手的通信模式。当DSP1 向双端口RAM 中写完数据之后,通过中断握手的方式,通知DSP2 读取数据。DSP2 要求数据时,也会以同样的方式通知DSP1,从而实现双DSP 高速有规律地数据传递。双端口RAM 与两个DSP 之间的硬件连接如图2 所示。

图2 双端口RAM 与双DSP 的硬件连接图
图2 双端口RAM 与双DSP 的硬件连接图

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手势识别? TMS320F2812? 红外遥控? 图像处理?

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