嵌入式圖像處理系統的軟件設計論文
摘要：隨著(zhù)我國智能化、信息化的不斷發(fā)展，嵌入式系統在多媒體通信、交通控制以及個(gè)人數據處理中得到了廣泛的應用，計算機視覺(jué)技術(shù)的應用范圍也逐漸增強。嵌入式圖像處理系統嵌入式系統和計算機視覺(jué)技術(shù)的有效融合，可用于網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻監控等領(lǐng)域，采用的是網(wǎng)絡(luò )化嵌入式硬件系統對圖像進(jìn)行處理，具有重大的運用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：嵌入式；圖像處理系統；軟件設計
中圖分類(lèi)號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1674-6708（2016）156-0080-02
DOI:10.16607/j.cnki.1674-6708.2016.03.049
在很多領(lǐng)域中，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不可避免的需要使用大量的數據，面對這些算法復雜的數據，傳統的圖像處理系統已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求。嵌入式圖像處理系統在通訊、醫藥等方面都發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用，正是因為各個(gè)領(lǐng)域獲得的圖像數據越來(lái)越多，如何對圖像數據快速準確的進(jìn)行處理顯得格外重要。所以需要設計出更優(yōu)化的圖像處理。
1嵌入式系統概述
1.1嵌入式系統的概念
嵌入式系統是建立在計算機技術(shù)基礎上的應用型專(zhuān)用計算機系統，其軟件和硬件都可以剪裁，系統對成本、功耗、功能都提出了更高的要求，具有可靠性強、體積小等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現對其他設備的監視、控制和管理。隨著(zhù)嵌入式系統的不斷發(fā)展，嵌入式系統已經(jīng)滲透到人們的生活中，無(wú)論是在工業(yè)、服務(wù)業(yè)還是消費電子等領(lǐng)域都得到了廣泛的應用。
1.2嵌入式系統的特點(diǎn)
與普通的計算機系統相比，嵌入式系統的專(zhuān)用性更強，一般是面向特定運用的，嵌入式處理器一般應用在用戶(hù)設計的特定系統中，集成性高、體積小、功耗低，不僅具有方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)，操作系統更是實(shí)時(shí)操作的，可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性較強的場(chǎng)合要求。將嵌入式系統運用到應用程序中，在芯片上直接運行而不需要操作系統，未來(lái)可以充分利用更多的系統資源，用戶(hù)需要選擇RTOS開(kāi)發(fā)平臺，保障軟件的.質(zhì)量。嵌入式系統主要包括硬件系統和軟件系統，其中硬件系統是基礎，軟件系統是靈魂，復雜程度非常高。
2系統軟件設計
基于RF5軟件系統總體設計：嵌入式圖像處理系統和傳統處理系統一樣，主要包括硬件和軟件兩個(gè)方面，硬件包括系統的硬件平臺，軟件包括嵌入式操作系統和圖像處理算法兩個(gè)方面。其中硬件平臺又包括圖像儲存模塊、通信模塊和顯示模塊等，主要是為系統的軟件系統提供支持。在圖像處理過(guò)程中，硬件系統可以為其提供計算、顯示、存儲等條件[1]。RF5是以DSP和XDAIS為基礎的代碼參考框架，在DSP軟件的設計和開(kāi)發(fā)中具有重要的作用，參考框架在整個(gè)程序中具有非常重要的作用，是整個(gè)運用應用程序的藍本。RF5的數據處理元素包括通道、單元、任務(wù)和XDAIS算法，這4個(gè)元素之間具有緊密的聯(lián)系，獨立又聯(lián)系。嵌入式操作系統是整個(gè)系統的核心系統，提供了包括圖形處理任務(wù)管理在內的各項管理，經(jīng)過(guò)硬件的初始化、圖像信息存儲、圖像信息顯示等過(guò)程實(shí)現圖像處理和存儲。
3軟件模塊化程序實(shí)現
3.1初始化模塊
軟件系統的初始化模塊主要包括處理器、RF5模塊化初始化、圖像處理算法、視頻捕獲、視頻顯示通道等。處理器和系統板初始化是指設備重啟之后，通過(guò)軟件配置的方式對外圍設備進(jìn)行配置和選擇。系統在進(jìn)行工作的時(shí)候，初始化模塊是其執行的第一個(gè)任務(wù)，執行完初始化模塊之后，程序的控制權將會(huì )轉變到調度程序中，由調度程序來(lái)調度接下來(lái)的任務(wù)。
3.2視頻捕獲和顯示模塊
3.2.1視頻捕獲的實(shí)現
視頻捕獲主要負責將外部的視頻解碼器解碼生成的數字視頻信號采集收集起來(lái)，并且這個(gè)采集的過(guò)程非常方便，可以實(shí)現實(shí)時(shí)采集，最終形成的圖形處理也是可以實(shí)時(shí)處理的，可以隨時(shí)隨地對大數據的圖像進(jìn)行處理，這也是其最大的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。采集到的數字視頻信號進(jìn)入到系統外擴的存儲器中，從而實(shí)現視頻的捕獲。視頻采集可以自動(dòng)采集，當單元進(jìn)入自動(dòng)采集狀態(tài)，完成了圖像的采集之后，視頻端口都會(huì )向系統自動(dòng)發(fā)出中斷請求，中斷服務(wù)程序便開(kāi)始發(fā)揮自身的功能，對圖像的存儲區進(jìn)行連續更新，圖像存儲區一旦更新之后，圖像采集系統就會(huì )采集下一個(gè)圖像數據，最終進(jìn)入一個(gè)循環(huán)。當視頻端口的FIFO裝滿(mǎn)了采集的數據之后，會(huì )發(fā)生中斷信息，進(jìn)入EDMAISR中斷服務(wù)程序將視頻數據送入到SDRAM中[2]。
3.2.2視頻顯示的實(shí)現
視頻顯示的實(shí)現是通過(guò)視頻圖像顯示模塊來(lái)實(shí)現的，視頻圖像處理模塊處理后的圖像經(jīng)過(guò)顯示模塊處理，處理之后將圖像編碼成數字視頻流，標準數字視頻流經(jīng)過(guò)系統編碼轉化為虛擬視頻信號，經(jīng)過(guò)解碼器之后視頻流就變成了標準的模擬視頻信號，分別經(jīng)過(guò)EDMA控制器和EDMAISR之后最終進(jìn)入到視頻端口的緩沖區中，經(jīng)過(guò)緩沖器之后，信號會(huì )使EDMA中斷，送入新的圖像信號，并在顯示器上顯示出來(lái)，視頻顯示的流程。輸出作用在外部編輯器中。
3.3圖像處理模塊
圖像處理模塊比較靈活，是指在嵌入式的環(huán)境下實(shí)現對圖像的處理。在圖像處理系統中，又包括系統功能模塊和圖像增強模塊。系統功能中包含圖像增強功能，除了圖像功能之外，還包括圖像的幾何變換、形態(tài)運輸和圖像分析。在圖像增強模塊中又包括圖像的預處理和邊緣檢測、直方圖修正、中值濾波、灰度變換調整，而圖像預處理又包括圖像平滑和圖像銳化。圖像平滑就是消除噪聲對圖像造成的影響，圖像平滑的處理是通過(guò)高斯低通濾波法來(lái)實(shí)現，這樣做雖然可以消除圖像受到噪聲的影響，但同時(shí)也存在著(zhù)一定的弊端，圖像經(jīng)過(guò)處理之后會(huì )變得模糊。圖像銳化的目的就是讓模糊的圖像重新變得清晰。圖像模糊是由于圖像受到平均或積分運算而造成的，圖像銳化就是對其進(jìn)行逆運算，重新使圖像變得清晰[3]。
4結論
嵌入式圖像處理系統的軟件系統主要包括初始化模塊、視頻捕獲模塊、視頻顯示模塊和圖像處理模塊，在確定了整個(gè)軟件系統的程序流程之后，就可以分別設計紛紛模塊的程序，最終完成整個(gè)軟件系統的設計。
參考文獻
[1]吳錫強.探析嵌入式圖像處理系統的設計與實(shí)現[J].計算機光盤(pán)與軟件，2015，12（3）：307-309.
[2]蔣立豐.嵌入式圖像處理系統的設計與研究[D].東華大學(xué)，2013，22（21）：11-13.
[3]宋琦，牟曉光.嵌入式圖像處理系統設計[J].信息技術(shù)與信息化，2015，22（31)：116-117
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