일반기술

DSP(TMS320C31)을 이용한 실시간 머신비젼 시스템 설계

영상처리 시스템이란 영상을 취득하여 취득한 영상에서 필요한 정보를 얻어내는 장치를 의미한다. 영상의 취득을 위한 장치로는 일반적으로 TV 카메라가 많이 사용되고 있다. 기술의 발달과 더불어 영상처리 기술이 보다 세밀한 처리 기능을 요하는 분야로 확대됨에 따라 고해상도의 영상취득이 요구되고 있으며 이러한 대안으로 고해상도 디지털 카메라와 같은 장치가 사용되고 있다. 라인스캔 카메라(Linescan Camera)는 고해상도 영상 취득이 가능하다는 점외에도 한 방향으로 움직이는 긴 물체의 촬영에 유리한 구조적 특징을 가지고 있다. 영상처리에는 전처리(preprocessing), 처리(processing), 후처리(postprocessing)의 과정이 있으며 이와 같은 작업들은 일반적으로 고성능의 DSP나 CPU와 같은 프로세서로 처리된다. 전처리 과정은 마스크 연산을 이용한 2차원 컨벌루션과 문턱치(threshold)를 이용한 영상 계조치의 이치화 등의 작업을 수행하여 그 영상의 특징들을 추출해내는 작업을 의미하는데 연산의 특성상 하드웨어적인 구현이 용이하며 적절한 회로설계가 이루어지면 영상 입력에 대하여 실시간 처리가 가능하다. 본 논문에서는 영상 전처리에 걸리는 시간을 단축하여 전체 영상 처리 시간을 효과적으로 줄일 수 있는 전처리 시스템을 설계한다. Harris사의 마스크 연산 전용 프로세서인 HSP48908과 고속 SRAM 등을 사용하여 설계한 전처리기로 라인스캔 카메라로부터의 2048×n 화소의 영상입력에 대하여 마스크 연산과 이치화 작업을 실시간으로 수행한다. 더불어 Texas Instrument사의 TMS320C31 DSP를 이용하여 설계한 영상처리기로 전처리기의 하드웨어로 구현이 힘든 복잡한 영상 전처리와 각종 영상 처리 알고리즘을 소프투웨어적으로 수행할 수 있도록 한다. 영상 처리기는 주처리 보드상에 함께 장착된 주처리기와 프레임 메모리를 공유하여 두 개의 프로세서가 상호 동작 할 수 있는 이중 프로세서 시스템을 구성한다.