基于嵌入式Linux系统的图像处理研究论文[优秀范文5篇]

第一篇：基于嵌入式Linux系统的图像处理研究论文

摘 要：嵌入式图像处理系统的完成将为图像处理开辟新的实现途径，并且为嵌入式系统的应用打开一片新的领域。基于嵌入式平台的图像处理系统是未来图像处理系统的发展趋势，研究如何将嵌入式平台和图像处理结合起来，对于进一步拓展图像处理应用领域具有非常深远的意义。本文分别介绍本系统软硬件整体设计及嵌入式图像处理系统开发环境的建立。

关键词：嵌入式；Linux；图像处理

引言

数字图像处理系统是执行处理图像、分析理解图像信息任务的计算机系统。尽管图像处理技术应用广泛，图像处理系统种类很多，但他们的基本组成是相近的。嵌入式数字图像处理系统主要包括：图像输入设备、执行处理分析与控制的微处理器、输出设备、存储系统中的图像数据库、图像处理程序库。

一、嵌入式系统图像处理技术研究现状

目前国内外嵌入式图像处理系统正在成为微型计算机开发的热门研究课题。结合嵌入式系统的高端图像处理性能，手机、数码、mp4等产品的嵌入式处理器已在上述市场中占有比较大的份额，而且嵌入式系统已成功应用于医疗设备、机器人控制中的图像领域，现代战争中利用图像进行的精确制导、无人飞机的电视导航等。

美国“索杰纳”火星车作为技术高密集的移动机器人，采用的是美国WindRiver公司的Vxworks嵌入式操作系统。火星车上负责采集、处理传输图像的控制器采用16位以上的处理器，各种MCU如ARM、MIPS、68K系列的处理器在控制器中占据核心地位。

近年来，结合嵌入式系统、DSP和实时图像处理等领域的最新发展，嵌入式实时图像处理系统采用基于DSP+FPGA+ARM的硬件系统架构设计，将高速的DSP与在通讯、网络和实时控制方面具有独特优势的StrongARM处理器以及接口逻辑丰富、并行运算能力强大的FPGA结合起来，为嵌入式实时环境下一些复杂算法的实现开辟了新的途径。但该系统在软件实现中的一些关键问题，特别是DSP代码的开发与优化等内容还不成熟和完善。

在软件方面，大多数嵌入式操作系统一般采用微内核结构，内核只提供基本的功能，例如任务调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理等，其它的应用组件，比如网络功能、GUI系统等均工作在用户态，以系统进程或系统调用的方式工作。因而整个系统都是可裁减的，用户可以根据特定应用要求选用相应的组件。嵌入式操作系统主要有Vxworks、QNX、PalmOS、Windows CE、Linux等。

二、Linux开发环境的建立

嵌入式Linux开发环境有几个方案：

（1）基于PC机Windows操作系统下的CYGWIN。

（2）在Windows下安装虚拟机后，再在虚拟机中安装Linux操作系统。

（3）直接安装Linux操作系统。

我们实际的开发环境为第二种方法，即在虚拟机new Red Hat Linux VMware Workstation中安装Red Hat Linux 9.0，它支持中文，并且包含了绝大部分的开发工具。开发环境建立步骤如下：

操作系统使用Red Hat Linux 9.0，选择完全安装，需要磁盘空间大约5G。接着安装Linux的编译器和开发库以及ARM-Linux的所有源代码，需要空间大约为800M。然后安装相应的GCC交叉编译器arm-linux-gcc。配置开发主机，配置Minicom，该软件作为调试嵌入式开发板信息输出的监视器和键盘输入的工具，一般参数为波特率115200，数据位8位，停止位1，无奇偶校验，软硬件控制流设为无。

关闭防火墙，配置NFS网络文件系统。建立引导装载程序Bootloader，本文使用北京博创公司提供的vivi。然后下载ARM-Linux，添加自己的特定硬件的驱动程序，使用模块方式调试驱动。建立根文件系统，使用Busybox软件进行功能裁减，产生一个最基本的根文件系统，再根据自己的应用需要添加其他的程序。修改根文件系统中的启动脚本，它的存放位置位于/etc目录下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile等，自动挂装文件系统的配置文件/etc/fstab。根文件系统在嵌入式系统中一般设为只读，需要使用mkcramfs、genromfs等工具产生烧写映象文件。建立应用程序的flash磁盘分区，本系统使用线性Nor-Flash，使用YAFFS文件系统，在内核中提供文件系统驱动。最后将开发的应用程序下载到根文件系统中。

三、图像采集和显示设备分析

在图像采集模块，遵循V4L（Video for Linux）的标准，使用网眼PC350摄像头采集图像。整体的USB图像采集部分可由CMOS图像传感器、USB Camera控制器OV511和256K RAM构成。OV511内置了USB收发控制器，能够将数字图像数据通过USB传给ARM处理器，保证了数据的快速实时。ARM处理器通过USB配置OV511，OV511则对CMOS图像传感器的控制字进行配置。图1为图像采集子系统框图。

图像显示模块采用8""TFT彩色液晶触摸屏，256色，分辨率为640×480，点距为0.2535×0.253，通过32针并口与开发板通讯。

四、软件的多线程整体设计

线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行，所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，最突出的优点就是提高应用程序的响应速度。使用多线程技术，可以避免主程序等待的情况，从而提高程序运行效率。

通常嵌入式系统中图像采集速度较快，而图像处理速度较慢，为解决二者速度不匹配和资源共享问题，以提高系统工作效率，本文采用图像采集和处理多线程设计，通过互斥锁和条件变量来同步线程。设计建立带互斥锁的4帧图像缓存区作为图像采集线程和图像处理线程进行数据交换的共享缓冲区。图像采集线程顺序地从V4L接口程序获取图像存入共享缓存区，然后由图像处理线程不断地从共享缓冲区读取数据帧进行处理。主流程如图2所示。

图2 系统主流程图

程序首先进行视频设备初始化，获取摄像头基本信息和采集图像的各种属性，并分配4帧图像缓存区struct image_buf{int buffer[BUFFER_SIZE]；pthread_mutex_t lock；int readpos，writepos；pthread_cond_t notempty；pthread_cond_t notfull；}；再启动图像采集线程pthread_create（&th_cap，NULL，capture，0）进行图像采集，建立图像处理线程pthread_create（&th_pro，NULL，process，0）进行图像处理；其中，互斥锁lock用来实现两线程间图像数据的共享和通信，但只有锁定和非锁定两种状态，因此通过设置条件变量notempty、notfull来监听图像缓存区状态，通过允许线程阻塞和等待另一个线程发送信号的方法弥补互斥锁的不足。Readpos和writepos用来确定缓冲区中图像的读写位置。

五、结束语

基于嵌入式系统的图像处理与界面开发技术将嵌入式技术的多功能、可配置、多种通信模式、方便的网络接口、人机用户界面、实时性带入了图像处理领域。伴随着图像处理技术应用的深入，再结合嵌入式操作系统的强大功能，图像处理技术的发展方向将越来越宽广。

参考文献：

[1] 张莹，李鹏，陈立峰等.嵌入式系统发展综述.电子技术，2008，24（6）：74-78

[2] 郭剑锋.基于ARM微处理器的以太网工业智能控制器.制造业自动化，2004，26（3）：76-78

[3] D.E.Simon，陈向群等译.嵌入式系统软件教程.北京：机械工业出版社，2005：23-65

[4] 张怀柱，尹传历，宋建中等.基于DSP的嵌入式显微图像处理系统的设计.电子技术应用，2008（1）：30-34

[5] 李志能.基于ARM和DSP的嵌入式实时图像处理系统设计与研究.[浙江大学硕士毕业论文]，2005：2-10

第二篇：图像处理技术论文

图像处理技术论文

在学习、工作中，大家都有写论文的经历，对论文很是熟悉吧，论文是对某些学术问题进行研究的手段。还是对论文一筹莫展吗？以下是小编整理的图像处理技术论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

图像处理技术论文1

摘要：数字图像处理在汽车涂装领域的应用, 本文介绍了数字图像处理基础和数字图像处理在自动车型识别, 易磨损部位检测和预警以及车身表面质量检测的应用。

关键词：汽车涂装;数字图像处理;

1、引言

汽车行业本就是自动化程度较高的产业, 但是目前的工业4.0和日益上涨的人力成本给汽车企业提出了更高的要求, 数字图像处理在快速、高效的完成汽车涂装生产和涂装生产过程中的缺陷检测方面有显着优势。另外为实现高节奏的生产过程中, 高速运转的设备故障预警, 数字图像处理也提供了可行的解决方案。

2、数字图像处理基础

提到数字图像处理, 首先要明确什么是数字图像。一幅图像可以定义为一个二维函数(x, y), 其中x和y是空间(平面)坐标, 而任何一对空间坐标(x, y)处的幅值f称为图像在该点的强度或灰度。当X, Y和灰度值f是有限的离散数值时, 我们称该图像为数字图像。有了数字图像, 我们可以对数字图像进行处理, 对数字图像处理可以分为初级处理、中级处理、高级处理三种方式, 初级处理就是对图像进行简单的处理, 例如我们平时用的ps和相机美颜功能, 都可以理解为对数字图像进行了初级处理, 这种处理输入的是图像(原图), 输出是处理过的图像(例如PS过的图像)。中级处理, 在初级处理的基础上, 输入的是图像, 输出的则是从图像处理中得到的信息, 例如小区停车场的摄像头, 拍摄车牌号的图像, 在图像中提取出车牌号信息, 与数据库中的信息进行比对, 从而实现身份进入、停车计时等功能。最后, 高级处理就涉及到计算机自主学习的功能, 例如对车身表面喷涂质量的检测, 就属于对数字图像的高级处理。详细应用将在下文阐述。

3、数字图像处理在汽车涂装领域的应用

3.1、自动车型的识别

在汽车涂装工艺中, 针对不同的车型, 设备需要设定不同的工艺参数, 例如前处理自动加药的加药量, 电泳的电压, 喷涂机器人的轨迹等等。针对这一应用, 目前汽车厂大部分使用光电开关, 针对不同车型的特征点进行检测, 这种方式的有点在于成本低, 一般一到两个光电开关就可以检测2-3种车型, 但是这种检测方式的缺点在于它检测的车型必须有明显的特征点或者尺寸差别, 这样才能完成车型的识别。而针对尺寸差别不大或者没有明显特征点的车型, 光电开关就无能为力了。这时就该数字图像处理出马了。我们在固定位置拍照, 我们把目标也就是车身标为1, 把背景标为0, 我们设定每个车型的1和0边界, 通过计算机内部算法对图像进行边界判定, 这样就可以根据1和0的边界样式识别出是哪种车型。以上的方法是界定边界法。或者, 我们可以使用另一种方法——骨架法。骨架法是界定边界法的简化形式, 我们在边界选取一些特征点, 然后把特征点按一定顺序连接起来, 这样构成的图形, 就是这个图形的边界骨架, 只要选取的骨架点能反应出不同的车型, 这种方法的计算量会小很多, 适合运算资源不够的情况。选取的点的数量不同, 识别的精度也不相同。

3.2、易磨损部位的检测及预警

汽车工厂里面的设备需要长时间高负荷运行, 有些易磨损部位的检测就成了难题, 我们无法经常性的停机检查, 那样会严重影响生产, 另外我们也很不容易凭借肉眼来观察出细微的磨损, 因此在线实时检测易磨损部位的磨损情况就显得十分重要。

首先一般我们需要观察的易磨损部位周边情况都比较复杂, 或者光线条件不好, 无法得到十分清晰的照片, 这样就需要我们先对数字图像进行一定程度的变换。首先要对图像进行最简单的灰度变换, 例如我们可以把过亮的图像通过把整个图像灰度变小实现图像的变暗, 或者把过暗的图像的整个灰度变大实现图像的变量, 或者通过函数, 把在一个很大范围灰度的图像的大范围灰度映射到一个比较小的灰度范围, 这样可以在图像中凸显出目标物体。另外常用的变换还有对数变换、伽马变换、分段线性变换、平滑空间滤波变换、锐化空间滤波变换、混合空间变换等, 这些变换都是对图像的灰度进行针对性的处理, 以达到预期的效果。

我们对灰度变换后的图像, 获取他的边界, 与正常无磨损的部件边界进行对比, 实时进行检测。这样我们还可以根据磨损的程度, 设定一个预警机制, 可以根据磨损速度, 预测该易磨损件的寿命, 制定维修计划。在达到预测的寿命时可以直接更换该易损件, 或者增加关注度, 实时观测磨损程度, 在磨损程度达到临界值时再进行更换, 这样可以大大节约成本。

3.3、车身表面质量检测

质量是产品的生命, 对于汽车产品来说, 好的涂装表面是车质量最直接最外在的体现, 所以, 每个汽车厂都对汽车车身表面质量检测十分严格, 目前大部分汽车厂都采用人工检测, 通过在线人员的眼看、手摸来发现汽车车身表面存在的质量问题。但是首先这种传统的方式对在线的工人要求很高, 工人必须有丰富的经验才能应对形形色色的车身质量问题, 培养一个经验丰富的工人需要很长的时间, 由经验不丰富的工人进行检查可能造成错检。其次, 工人很难在高负荷的连续生产下保持长时间的专注度, 往往可能在连续工作一段时间后由于注意力下降, 可能造成漏检。另外, 这种检测往往很难形成统一的技术规范、技术标准, 例如工人觉得车身车门有色差, 这就是一个完全主观的判断, 没有任何数据做支撑, 每个人对色彩的敏感程度不同就会做出不同的判断。针对这些问题, 在车身表面质量检测过程中引入数字图像处理技术的优势明显。首先, 机器通过学习后学习的经验完全可复制到其他的机器中, 这样就解决的经验丰富的问题, 机器可以通过不断的学习, 不断的完善自己的知识库, 同时把这些经验实时共享给其他的机器。其次, 机器是不知疲倦的, 也不会出现注意力不集中的问题, 无论工作多久都会保质保量的完成工作。最后, 通过数字图像处理, 完全可实现不同质量缺陷的标准化, 例如计算机通过对图片的数字化处理, 完全把车身的颜色数字化, 颜色在什么范围认为是没有问题的, 超出范围就认为有色差, 这样所有的车身都是一个标准, 避免了主观意识对质量的影响。

为了实现车身表面质量的检测, 首先要对车身表面的照片进行处理。这些处理包括:图像降噪处理、图像色彩分层、图像的点线边缘检测。处理过的图像我们还需要对图像进行压缩, 因为图像中包含了很多我们不需要的信息, 而计算机的存储和运算速度有限, 我们要把资源用在刀刃上, 所以对数字图像进行压缩也是必须的。最后我们需要对图像进行频率域变换, 这是数字处理的重中之重, 数字计算和快速傅里叶变换算法(FFT)是人们对数字图像处理的关键技术。之后我们需要对数字图像进行全局阈值处理, 这种处理的目的在于突出我们的目标区域, 而使其他的“背景”完全“消失”, 这样我们可以更清楚的实现对图像的处理。

在我们收集了足够多的处理过的数字图像后, 我们可以开始进行机器学习了, 我们设定不同的分类器, 每个分类器对应一种缺陷, 然后我们把收集的数字图像随机分为三个集合:训练集、验证集、测试集。然后我们用训练集训练一个分类器, 然后再用验证集和测试集来测试分类器的准确性。在训练过程中, 可能会出现欠拟合或者过拟合, 欠拟合就是模型拟定的太严谨, 不符合现实情况。过拟合就是算法不但学习了数据, 还把噪声学习了这样的算法无法推广。我们需要寻找到一个平衡点, 既能完成对缺陷的处理又能保证正常合格车身的通过率。

4、结语

数字图像处理技术在汽车涂装自动化领域的运用, 必将对改善车身质量, 降低人力成本起到积极作用。并且, 随着数字图像处理技术的进一步发展, 和数字处理算法的进一步优化, 数字图像处理将更快更准确的寻找和发现汽车涂装表面缺陷。随着数字图像处理在汽车涂装领域的应用进一步深入, 通过数字图像处理来指导生产, 发现生产中存在的问题的水平将近一步的提高, 同时随着计算机硬件成本的降低和技术的发展, 数字图像处理在汽车涂装领域的应用将会持续增长。

参考文献

[1]阮秋琦, 阮宇智.等数字图像处理学[M]第三版.北京:电子工业出版社, 20xx.6.[2]学习Open CV(中文版)/(美)布拉德司机(Bradski.G.),(美)科勒(Kaehler.A.)着;于仕琪, 刘凯祯译.北京:清华大学出版社, 20xx.10.[3]赵立兴, 基于模糊算法的数字图像处理技术研究[D].秦皇岛;燕山大学, 20xx, 22-39.[4]Andrews, H.C.and Hunt, B.R.[1997].Digital Image Restoration, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J.

图像处理技术论文2

摘要：随着当代电子信息技术的迅速发展，智能交通成为交通运输领域重要的研究课题，图像处理技术由于自身重要的理论和应用价值使得它在智能交通中的应用研究占有重要的地位。通过对数字图像处理技术在智能交通领域对车牌识别起到的作用和存在问题的的分析，提出了相应的解决对策。

关键词：智能交通；数字图像处理；车牌识别；车辆的跟踪与检测

智能交通ITS（Intelligent Transport System）最早出现在二十世纪九十年代初期，作为世界电子信息技术的前沿，将这项技术应用到交通管理中，实现了交通的智能化。ITS主要是将先进的电子技术、IT、AI、GIS影像等技术进行全面集成，建立起准确实时的地面交通系统。主要应用于APTIS（Advanced Public Traffic Infor-mation System）、APTS（Advanced Public TransportationSystems）、AVCS（Advanced Vehicle Control System）、CVO（Commercial Vehicle Operations）、ETC（electronicToll Collection）、EMS（Emergency Management System）等方面。Intelligent Transport System有两个由于面的含义，一是智能； 二是交通。交通技术的核心就是智能，智能技术源于电子通信、计算机与人工智能。在交通管理过程中借用当代的信息技术，对车辆道路进行全面的监控，实现交通的智能化管理。

一、数字图像处理技术在智能交通领域中的作用

（一）数字图像处理技术的主要工作步骤

一是利用计算机和其他电子设备完成的，其主要内容包括图像的采集与获取、对采集的信息进行编码与存储、图像的合成。合成之后对图像进行绘制，并最终输出，利用新技术对其进行恢复与重建。因此数字图像处理的主要目的是： 首先，对图像做灰度变化，保存有效信息，这种方法可以增强图像可读性，有利于原图的恢复；其次，利用特殊手段对图像中所包含的特殊且重要的信息进行提取，并详细分析图像中所包含的特征，这种方法主要是为了提取其中包含的特殊信息，对图像进行分割识别； 其三，对获取到的数据进行压缩，并保持其特有的清晰度，方便图像后期的传送与保存。

（二）数字图像处理技术在车牌识别当中发挥的重要作用

车牌识别技术（LPR）作为智能交通的重要管理策略，被广泛应用在高速收费站、失窃车辆查找、停车场的车辆管理、监控车辆的违纪情况等方面，大大提高了工作效率，节省了人力资源。

数字图像处理技术在智能交通领域中发挥着极大的作用，如监控车辆交通安全、统计交通拥堵情况等，最为出色的地方是车牌识别。数字图像处理技术在智能交通方面有着不可忽视的作用，在智能交通领域的研究中占有一席之地。

一个完整的车牌识别过程，应该是先获取到车牌的图像，计算机设备对获取到的图片信息进行识别，然后对图片进行预处理。根据获取到的图片信息，通过渡波、边缘增强等办法对其进行车牌定位。

二、我国拍照识别系统存在问题及原因

首先，我国的车牌组成比较复杂，由汉字、英文和阿拉伯数字共同构成。汉字的相似，对车牌识别的难度增加； 其次，我国车牌的颜色比较多，有白色、蓝色、红色等，识别起来比较麻烦； 第三，由于人为、道路、天气等原因，使得车牌上粘有水渍、泥土之类的污渍，导致车牌模糊不清，难以识别； 第四，车牌格式繁多，如民用、军用、公安警车、武警专用、外交车辆、特种车辆、消防专用、救护车等。民用车又分为多种，导致识别起来更加麻烦； 第五，车牌悬挂的地方不一致。要解决上述问题，必须提高图像处理的算法，使得拍照识别系统更加有效。

三、应用数字图像处理技术解决拍照识别系统存在问题的对策

（一）车牌定位要从复杂的背景中提取出有价值的信息，并进行分割

因为自身不利因素的影响，所以增加了LPR对车牌定位的难度。良好的提取算法，是在保证有效信息不丢失的前提下，尽可能多的踢掉没价值的信息，准确的将车牌信息给抽取出来。判断算法是否精确，有以下三个方法： 其一，为了保证其实时性，必须要尽量减少算法； 其二，在复杂的环境下依然具有高度的定位效果，必须有一定的抗干扰性，第三，在保证有效信息不丢失的前提下，尽可能的多的踢掉没价值的信息为提高图像的质量奠定基础。车牌具有纹理，颜色与形状三个主要的特征。纹理主要是因为车牌的字符与车牌背景颜色的一个对比。颜色主要是由于汽车牌照的字符颜色与背景的组合，一般分为白字蓝底（民用轿车）,黑字黄底（大型汽车）,白字黑底（使、领馆汽车）,黑字白底（警用汽车）四种。现阶段车牌定位的处理办法主要要两种，一是灰度图像处理，其主要优势是速度快，内存少；二是基于彩色图像处理，其主要优势是彩色的图像从视觉上极占优势，尤其是随着计算机的迅速发展，运行速度飞快，内存也随之增大。而颜色也是车牌的主要区分模式，所以基于颜色的分割定位在当今的使用更为广泛。

（二）基于模板匹配的车牌字符分割

在车牌得到准确的定位后，字符分割水平影响到字符的识别精确度。字符的分割算法主要有： 一是直接取得原始车牌的垂直投影，将投影后的峰值作为分割的黄金点。在车牌严重受到损坏的情况下，直接分割往往会产生极大的错误，所以很难找到分割的黄金点； 二是分割即精分割与细分割。这种方法的最大优势就是包括在车牌遭到严重损坏的情况下，也可以保持极好的分割效果，但是算法较为复杂、费时，较难保证实时性。由于一些客观条件的影响，使得以上算法都不能满足，所以提出了一种新的分割算法，这种方法既能克服车牌损坏的影响，又没有过多的增加字符分割的时间。

在此也讲一下改进的MSR算法对车牌图像进行预处理，由于车牌的图像不是很大，所以完全可以满足实时性要求。因为我们提取出来的车牌不能直接进行分割，必须先将其进行二值化处理。所谓二值化处理就是将原始图像经过技术转成二值图像。因为车牌图像的边缘信息是最终图像识别结果的重要影响因素，所以要在进行二值化处理的过程中要保留其边缘信息。我们经常见到的车牌应该是一个方方正正的矩形，然而在实际中，车牌会发生倾斜，我们可以把它看作为一个平行四边形来处理。对于其倾斜车牌的校正，我们需要找到倾斜的角度，然后进行旋转变化，使得转变成一个矩形。对于倾斜的车牌进行校正，一般情况就是先水平校正，再垂直校正。

（三）对于字符的识别

字符识别的原理是利用数字图像处理技术，对车牌中分隔处理的字符进行识别，字符识别系统的工作过程： 首先，对所需识别数据获取。图像数据的获取只有通过输入设备来实现，比如我们通常使用的摄像机、摄像头等等一些图像采集设备。它们主要的任务就是将景物反射的信号转换成可以识别的模拟信号，再经过A/D转换，将转换后的模拟信号转换成数字图像信息。性能好、分辨率高、噪声较小、转换速度比较快的电信号线做优先的选择。只有达到这个标准的转换电信号线才是上乘选择，对图像的识别水平也较高。转换后的图像信息要进行进一步的预处理。其主要目的就是为了去掉原始图像的噪音与其他变形问题的干扰，保留并增强有效信息。其次，进行预处理的过程也比较复杂，要进过滤液、复原、提取边缘、图像分割等预处理方式，提高图像的可读性与清晰度，为下一步进行特征的提取提供了便利，奠定了基础。第三，提取特征。是根据预处理后得到的结果，对其进行分析、辨别真伪、剔除无效信息、保留有效信息的一个过程。鉴于原始图像数据信息量比较大，需要在这庞大的数据中提取出有价值的信息，并进行归类，这就是特征的提取。在对特征进行提取之后，才能对其进行分类决策。其主要的目的就是对在分类提取过程中所得到的样本进行分析和判断，当然在判断的过程需要遵循某个规则，将分类提所引起的错误识别概率降到最低，保证其具有较高的精准度。

字符识别常用的方法有三种： 统计识别法； 句法结构模式识别； 模糊模式识别法。

（四）先采取摄像头拍摄的方式，再通过图像处理来进行数据的采集

在我国的公共道路交通管理系统中，为了获取更多的车辆的运动数据，之前通常采用感应线圈等方法，但是这种方法要求设置在路面上并且对路面造成一定程度的损坏，安装困难，影响交通。所以现在都是采取摄像头拍摄，再通过图像处理来进行数据的采集。随着科技的发展与进步，现在只需要在路段相应的位置安装摄像头，摄像头所获取到的视频与图像就会通过压缩之后传输到控制中心。监控中心只需要根据上述视频与图像进行提取，就可以对车辆进行实时跟踪。运作跟踪是车辆识别的一部分，其主要分为背景的提取、运动点团的提取，运动点团位置的提取和运动物体的跟踪。近几年，经过技术人员的不断钻研，针对每个点都提出各自相应的算法，使得车辆跟踪更为直观、精确。

本文中详细描述了数字图像处理技术在ITS中的应用。ITS技术在车牌识别，车辆的跟踪等方面应用广泛。由于信息技术的逐步完善，使得数字处理技术在智能交通领域中得到极大的应用。经过各方的不懈努力，无论是硬件还是软件，都在不断的进步与发展，使得数字图像处理取得一个又一个突破性的进步。

参考文献：

[1]黄卫，陈里得。智能运输系统（ITS）概论[M].北京： 人民交通出版社。20xx.[2]高建平，张小东，蒋 锐。基于图像处理的交通信息采集[J].重庆交通大学，20xx（1）:103-106.[3]石红兰。基于图像处理的车牌识别系统的研究与实现[J].现代制造，20xx（21）:178.[4]王洪建。数字图像处理技术在智能交通中的应用与研究[D].重庆： 重庆大学，20xx.

图像处理技术论文3

【摘要】在网络技术蓬勃发展的今天，网络被大面积应用在社会生活的不同领域，依托网络所成立的远程教育等愈发依赖网站，且专业人员也更加关注网页设计制作。本文依照往期的工作经验，首先介绍图形图像处理技术，然后分析网页设计制作，最后通过实例阐述图形图像处理技术在网页设计制作活动的应用。

【关键词】网页设计制作;图形图像;处理技术

网页制作是一门常用的编程、图像处理技术，媒体是其主要存在形式，拥有浓厚的艺术气息和强烈的影响力，由文字、图片与超链接共同组成。在具体的设计过程中，应全面分析各个要素，合理归纳，认真研究各个要素的逻辑关系与前后顺序，进而组建一个统一的整体。

一、图形图像处理技术

(一)应用的必要性。

在网页设计制作中，图形图像处理是一种较为常用的处理技术，主要通过处理软件，从整体层面来改进图片［1］。对于网页制作而言，分割与编码等是最为常用的图像处理手段，参照网页制作要求，对原始图像进行最大程度的改进，构建网页制作。分析网页制作实践可知，PS与火狐是最为常用的处理软件，以需求者的内心活动为切入点，明确需求者的视觉标准，有效传递网页信息，提升处理效率。例如，比较网站整体，图像质量优良的网页通常为首选，人们在查阅网页时，率先选择文字和图形共同构成的网站，其中图像越清晰、效果越好，则停留时间也将会越长，并可引导人们科学读取网站内容，而这为网页制作开辟了新的渠道，有利于网页制作的全面发展。

(二)优势。

1．提升网页质量。从整体层面提升制作水平，优化整体构造，提高图像处理效果，改善网页的质量，有效发挥清晰、优良图像的价值，扩大网页制作的感染力，系统彰显网页优势，以此来创造更多的网页价值。

2．改进网页运行。借助技术所处理的图像，其指标参数均符合网页制作要求，满足规范标准，更不会对网页运行空间产生影响，确保搜索质量。待用户经由搜索引擎寻找网页时，清晰、优良的图像能够加快下载速度，增加网页的顺畅性，除可有效展现给用户外，还可提升点击率，推动网页竞争排名。

二、构图设计

网页属于一种独特的文件，借助浏览器来显示，网页构图应依照网站种类、风格与服务对象等因素来确定。借助页面构图，利用版面设计可规范、合理设置栏目，完全、清晰展现栏目内容，有效彰显设计人员的设计理念，完美阐述主题思想。

(一)网页设计中使用图片的优势。

1．视觉优势。从版面构成要素层面而言，图片的合理使用能够赋予网页别样的风格，有效吸引广大用户;从网页设计层面而言，图片拥有一定的设计弹性，能够协调网页内部的其余视觉元素，进而让网页设计可适应设计目标规划，达到统一、协调。

2．认知优势。图片的使用能够让无论来自哪个国家的人均可准确理解图片内涵，因此，可以降低阅读障碍和浏览障碍。即便用户不识字，也可借助类似方法明确图片的内涵，拥有认知优势。

(二)构图方式。

1．纵向式构图。纵向式构图指代沿着垂直方向来排列网页中所包含的所有要素。此种构图不仅满足当代人的视觉习惯，而且能够清晰、直观展现页面，主要被应用到广告设计和子页设计活动中。另外，应用此种构图时，还可选择不对称设计，进而获得突破，营造别样的视觉效果。

2．水平式构图。水平式构图指代网页中的所有要素沿着水平方向进行排列。此种构图可给人一种庄严、稳定、厚实的感觉，与人们的审美标准相符，满足浏览习惯。它主要被应用于政府机构、私营企业、学校教育等网站中，具体应用在主页设计环节。应用此种构图开展页面制作工作时，需要灵活运用色彩，尤其在导航条与文字中，规避单一画面，增强网页的严谨性和庄重感。

3．中心式构图。中心式构图是指将页面中的关键要素编排在画面的中心位置，集中形象、强调重点，视觉冲击力明显。在网页设计中，上述三种构图是最常用的构图方式，针对不同类型的商品与差异化的个人网页，在开展设计制作工作时也可选用不规则构图，进而完全彰显独特的、个性化色彩［2］。

三、色彩搭配

色彩是网页设计中的基本元素，网页制作一定包含色彩设计，合理、有效的色彩运用通常能提升创意效果，但若只是进行机械组合，则无法获得理想的效果。同时，网页设计中所遵循的色彩搭配原则与图形图像处理相同，都应参照适用性原则。主要包含用户满意率、整体协调性、清晰指数。另外，网页中所采用的颜色图像应尽可能采用ＲGB模式，这是因为当前所使用的显示器主要为32位以上，无需考虑浏览器安全色，在具体的选择过程应全面考虑色彩统一标准［3］。在具体的网页配色过程，一是确定一种颜色，并调整透明度，改进饱和度，简单来说是指深化或者浅化原有色彩，进而形成新色彩，然后应用到网页中;二是设计网页时，若无法有效把控色彩表现力，则应尽可能不要使用对比鲜明的色彩。

四、图形图像处理技术在网页中的实际应用

网页制作是一种把文字、图片、背景和视频等统一整合的过程，我们应大力增加网页中所包含的信息量，不断提升网页的艺术气息［4］。图形图像处理是一种必不可少的网页设计制作技术，通常待落实页面构图后，则应设计导航条与文字背景，同时进行特效处理。例如，设计人力资源测评网时，主要通过Photoshop软件进行网页制作，本文将以此为例，阐述图形图像处理在网页设计方面的应用。

(一)页面构图。

因人力资源测评网自身较为郑重和庄严，为突显这一特点，并吸引浏览者的注意力，主要选择水平与中心式相融合的构图。测试与评估是一项紧张的工作，因此，选取白色充当网页背景色，蓝色为主色调，合理调节透明度与饱和度，组建蓝色系。这是因为白色不仅能渲染红色等亮色，还可营造一种温和、融洽、深远和平稳的感觉。

(二)LOGO制作。

LOGO代表着网站，它是一种标志，至关重要。在设计LOGO时，应遵循简单、显眼的原则，利用有限的空间，展现特定形象，传达某些信息，同时，确保美观、鲜明。本文中的测评网站选用了大写字母Ｒ，辅以蓝色背景的LOGO，简单、大方;还可将其设计成进入准备阶段的运动员。

(三)导航条制作。

网上浏览应坚持便利、快捷的原则，导航条通常可帮助浏览者有效找到目标内容。在网页主页中设计导航条，充当顶级目录，可与子页面形成链接，便于查阅和浏览［5］。在具体的设计环节，应结合网站的具体特点与基本功能来明确，在保证外表美观的同时，还应满足实用性要求。同时，确保导航条所选用的色彩满足网页的整体色调，主要设置在正文之上，而子页则可通过列表进行导航，相应的导航条可设置在正文两侧。以水平式导航条为例，在人力资源测评网的制作过程中，可将水平式导航条设计为柱状浮雕效果，且具有渐变色，操作步骤如下所述:其一，重新建立图层，借助矩形选框工具设立矩形选区;其二，改动渐变色彩，构建渐变色条;其三，点击编辑，然后点击描边，进而为选区构建描边效果;其四，利用快捷键来撤回选择，点击图层，然后点击图层样式，以此来设置斜面与浮雕图层相结合的效果，具体是指在默认状态中对样式、深度、方向、大小和方法等进行调整;其六，再次借助投影样式，以此来增强渐变效果。变动参数，直到出现三维效果，再增设导航菜单项等基本选项便可。

五、结语

网页除以媒体形式进行存在外，还涵盖多种内容，艺术气息浓厚，而图形图像处理在网页设计中占据重要位置，较为常用。图形图像处理主要依托特殊功能，全面展现设计人员的构思，完全彰显个人情感，同时，辅以文字和图片等要素，巧妙运用色彩，进而为浏览者提供一个色彩鲜明、内涵丰富、结构清晰的网页。

【参考文献】

［1］郝边远．视觉传达功能在网页设计中的表现［J］．才智，20xx，8:300

［2］邓焱．基于交互动画的网站设计与应用［D］．山东大学，20xx

［3］赵志江．基于任务驱动的《网页设计制作》课程教学改革探讨［J］．卷宗，20xx，4:29

［4］简海斌．用网页设计制作桌面应用程序界面探讨［J］．职业，20xx，15:61～62

［5］朱凤明．网页设计与制作中DreamweaverCs5的功能应用与发展趋势［J］．电脑知识与技术，20xx，24:5428～5429

图像处理技术论文4

摘要：随着现代化医学影像技术的快速性发展, 在医学影像技术应用中, 已经实现了现代化图像处理技术整合, 通过现代化图像处理技术的应用有效的实现了医学影像发展技术的创新性应用, 保障了现代医学影像技术应用中的计算机应用技术能力提升。鉴于此, 本文针对现代医学影像技术中计算机图像处理技术的应用进行了专门的分析, 希望通过本文的分析能够为现代医学发展中的影像技术应用提供技术发展支持, 以便于在技术应用支持下, 实现技术发展的创新性转变。

关键词：医学影像;计算机;图像处理技术;应用研究;

在现代化医学发展中, 由于科学技术的发展和融入, 使得很多的医学技术在处理过程中, 需要借助影像进行患者的病情分析, 比如CT影像以及X射片影像处理等, 这些影像处理需要借助计算机图像处理技术进行专门的影像还原分析, 将影像中表现的病变位置在计算机图像处理技术的应用下, 实现图像的高清化处理, 进而为患者的治疗提供参考性建议。本文通过对现代医学影像技术中计算机图像处理技术的应用研究, 能够在研究过程中, 找到适合医学影像和计算机图像处理技术结合的关键点, 这对于提升医学影像图片处理能力而言, 具有重要性研究意义。医学影像技术常用的计算机图像处理技术

医学影像技术是现代化医学发展中, 经常运用到的一项技术, 在该技术的应用下, 注重的是对应用中的图像成像分析, 通过对图像成像分析, 进而找到适合诊断患者的治疗方式。就目前我国医学发展现状来看, 很多医学在患者的治疗过程中, 都已经实现了患者治疗中的医学影像技术应用。比如, CT片、X射线拍摄已经彩超和B超的处理等, 都需要借助在医学影像技术上进行应用, 通过医学影像技术的应用能够实现患者病变部位的清晰化成像反馈, 但是要想做到患者诊断的医学影像成像技术清晰化反馈, 就应该注重对影像技术应用的自身性因素管理控制, 通过管理控制, 从而实现医学影像技术发展的效率提升和呈像清晰度提升。这种情况下, 计算机图像处理技术中的PS技术、MAYA技术以及一些其他的计算机图像处理技术在医学影像发展中的应用也就越来越广泛。计算机图像处理技术在医学影像技术中的应用

2.1 图像去噪

医学影像在传输过程中, 一直受到声音噪点干扰, 这种情况下, 就会造成传输的影像图片出现了明显的噪点, 影像诊治医生对患者病情的判断, 因此, 在这种情况下, 需要运用计算机图像处理技术进行医学影像技术应用的噪点处理, 通过对医学影像技术应用中的`图像技术处理, 能够实现影像自身的噪点下降, 并且保障了影像噪点的处理, 能够满足基本的影像应用需求。所以在现实影像技术的处理中, 为了保障影像处理效果, 所以需要对影像处理中的噪点清除, 通过对电子元件的干扰分析, 明确在医学影像应用中, 其噪点出现的根源, 按照其根源进行影像处理实施, 保障在影像处理根源的实施中, 能够实现图像的高清化成像。例如, 通过均值滤波、中值滤波等多种形式, 将医学影像中的噪点清除。

2.2 图像增强

图像增强是现代医学影像技术发展中, 较为常见的一种图像处理技术, 在该图像处理技术的应用中, 注重的是对图像的清晰度以及图像的分辨率提升。按照现代医学影像技术应用的要求, 在现实图像的处理中, 需要对医学影像自身呈现的图像进行还原, 只有还原医学影像本身, 相关的患者诊断病症, 才能够在医学影像中, 及时的被分析出来。所以在这种情况下, 很多学者在进行医学影像处理中, 需要将影像自身的色彩以及影响自身的饱和度和其他一些与影像相关的因素, 全部的排除好, 这样才能保障最终的影像应用效果, 实现医学影像应用和现代化医疗技术发展的双向性整合, 同时在现代化医学影像技术的应用和发展中, 由于图像增强技术的应用和实施, 能够保障医学影像技术在发展中, 能够借助计算机图像处理技术, 将其应用中的图像显示效果增强, 保障最终的应用效果。

2.3 图像分割

图像分割是现代化医学影像技术发展中经常运用到的一种技术, 在该技术的应用下, 注重的是对技术应用中的图像分割处理, 确保在图像分割处理中, 能够实现计算机处理技术应用的图像差异化处理, 保障了在现实医学影像技术应用中, 能够通过分割将医学影像技术应用中的图像进行分解, 同时在图像分解过程中, 还能够运用计算机图像处理技术, 将医学影像技术应用中对于患者诊断的区域性诊断因素进行详细的分析和总结, 便于医生在针对患者的诊断中, 能够将分割图像作为诊断技术处理的依据进行分析和应用, 实现了患者治疗中的影像技术应用需求, 满足了患者治疗的影像条件应用需求。结语

综上所述, 在现代化科学技术发展应用下, 我国的计算机图像处理技术发展已经相当成熟, 作为医学诊断中常用的技术之一, 医学影像技术在整个医学患者临床诊断中, 占据着重要的位置, 要想保障医学临床诊断效果的准确性, 就应该注重对临床医学影像研究中的影像处理技术进行专门的分析, 确保在临床影像技术的应用处理中, 能够实现影像技术应用的效率性提升。通过本文的研究将现代医学影像技术中计算机图像处理技术应用研究归纳为以下几点:

(1)图像去噪;

(2)图像增强;

(3)图像分割。

只有处理好以上几点技术应用, 才能够实现现代医学影像技术应用的快速性提升。

参考文献

[1]孙云, 金家贵, 曹东亮等.现代医学影像技术在冠心病诊断中的应用[J].成都医学院学报, 20xx, 10(04):483-486.[2]龙然.数字化影像技术在现代医学中的应用分析[J].中外医学研究, 20xx, 36(06):149-151.[3]唐辉, 俞璐, 王嵇等.现代医学影像技术放射技师具备的综合素质探讨[J].继续医学教育, 20xx, 25(02):3-4.[4]李越.计算机图像处理技术在医学影像中的进展与应用[J].电脑知识与技术, 20xx, 12(30):238-240.

图像处理技术论文5

计算机图像处理技术在实际中的应用

计算机图像处理技术在实际中的应用范围很广泛,它的实现主要依赖与计算机的功能辅助。计算机在实际应用中具有处理速度快、真实准确度高、保存功能强大等特点,因此运用计算机进行图像处理的技术也具有非常多的优势。下文将针对计算机图像处理技术在农业、工业、道路交通、遥感处理以及工程图纸中的实际应用进行详细叙述。计算机图像处理技术在农产品加工中的应用计算机图像处理技术子在农产品加工及收获上的应用主要表现在在农产品加工中利用计算机进行图像相关技术的处理后,实现在农产品采摘或者加工的机器自动化操作,减轻人力负担。现在,计算机图像处理技术在农产品加工和收获上的应用在我国的现代信息科技中已经得到实现,例如我国研发的蘑菇自动化采摘系统,它就是利用计算机的视觉相关系统控制机器人进行蘑菇采摘的相关操作,不仅实现采摘速度上的提升,还实现了在采摘中控制对蘑菇造成损伤以及发生的最低化。在国外,计算机图像处理技术在农产品加工、采摘中的应用也早有实现。像外国的人研发的鲜虾加工操作控制系统,就是利用计算机图像处理技术结合鲜虾的形体特征进行自动化切割加工处理的。计算机图像处理技术在工业生产中的应用实现工业自动化生产是工业发展中的关键,而工业自动化的实现离不开计算机信息技术的帮助,因此计算机图像处理技术实现在工业自动化生产中应用是必然的,并且计算机图像处理技术在工业自动化中应用范围也是十分广泛的。像在工业自动化生产中所需要的一些机器设备及其相关零部件构成图以及生产线的的识别系统装置,它们都是利用计算机图像处理技术通过对相关系统构成进行识别处理,然后将准确的控制或者理想结构图传递给机器控制系统或者机器人,从而实现生产线的自动化生产的。计算机图像处理技术在道路交通中的应用计算机图像处理技术在道路交通中的应用相信很多人在日常生活中其实已经亲眼见证过,它其实就是道路交通的摄像监控系统,就是我们通常所说的红绿灯摄像头或者高速公路上的监控系统等,这些都比较常见。在道路交通运行中,红绿灯摄像头将检测到的一些交通违章行为的图像通过摄像头拍摄记录下来,传送到计算机的相关系统中进行储存保护起来。这其中红绿灯摄像头对道路交通中的违章行为进行自动检测识别以及拍摄保存的过程就是计算机图像处理技术在道路交通中的一个实际应用的过程。计算机图像处理技术在遥感技术中的应用主要是通过遥感技术实现计算机主机对某领域的具体情况进行监控操作。过程中计算机的监控以及遥感技术对某领域信息情况的收集等,这些都是计算机图像处理技术在遥感技术中应用的体现。计算机图像处理技术字工程图纸中的应用主要体现在通过计算机图像处理等软件实现对工程图纸的设计绘制、信息转换等过程,它是工程图纸设计的一种常用技术,对工程图纸设计有着重要的作用。

计算机图像处理技术的发展前景

就计算机图像处理技术目前在实际中的应用广泛程度来讲,计算机图像处理技术在将来的发展前景也是十分可观的。在未来计算机图像处理技术将不仅会在图像处理的清晰度、真实度以及其他的图像因素的技术手法上越来越纯熟,还将在图像的分辨率、传输率以及多维成像等方面有所成就。其次计算机图像处理技术在工业工程制图、在技术自身装置的简化应用等方面都会朝着越来越精准化越方便化的方面发展。这样一来,计算机图像处理技术也将普遍化被应用。

结语

总之,计算机图像处理技术在实际生活中的应用是非常广泛的,因此,给予计算机图像处理及相关应用技术更多的科研领域的关注与研究也是十分必要的,只要将相关应用技术提高到一定的水平,那么工业、农业以及更多领域的科技生产水平必然也将随之提升。

第三篇：基于嵌入式Linux远程图像监控系统的设计

本文由wangyong1179贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。2010年第 11期 文章编号: 1006 2475(2010)11 0031 04 计 算 机 与 现 代 化 JISUAN JI YU X IAN DA I UA H 总第 183期

基于嵌入式 L inux远程图像监控系统的设计

唐人财, 刘连浩

(中南大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410083)摘要: 系统以嵌入式微处理器 S3C2440和 L inux为核心平台, 采用 U SB摄像头作为图像采集设 备, 利用 L inux 下视频设备 应用编程接口 V 4L2和 Q t/Em bedded实现图像的采集, 实时 显示和 JPEG 格式 图片保 存, 利 用 libjpeg 库来实 现视频 数据 的编解码以及通过以太网进行远程传输, 实现一种功耗低、可靠性高和低成 本的网络图像采集与传输系统设计方案。关键词: L inux 图像采集;Q t/Em bedded V 4L2;S3C2440;;中图分类号: T P391 41.文献标识码: A do: 10 3969 /.j issn.1006 2475.2010.11.009 i.D esign of R emote I age M on itoring System Based on Em bedded L inux m TANG R en ca, L IU L ian hao i(Institu te of Infor ation Science and Eng ineer ing, C entra l South U niversity Changsha 410083, China)m , Ab stract T he syste uses e : m mbedded m icroprocesso r S3C2440 and L inux as the core platfo r T he applica tion prog ramm ing in m.te rface V 4L2 and Q t /Embedded library are tw o key techno log ies to realize i age acqu isition, rea l ti e display and JPEG p icture m m sav ing by using U SB ca era T his design of i age acqu isition and trans ission is a low powe r consumption, h igh reliab ility and m.m m inexpensive syste m, wh ich ach ieves encod ing o r decod ing of i ages by lib jpeg library and remo te transm ission o f E therne t m.K ey w ords L inux;i age acquisition;Q t/Em bedded V4L 2;S3C2440 : m;0 引

言

友好图形操作界面, 实现现场图像在终端上的实时显 示和 JPEG图片的保存。利用 L inux 下 lib jp eg库编码 压缩图像, 通过以太网接口实时传输到视频监控中心 PC机上, 通过接收解码显示现场图像, 实现远程视频 图像监控功能。系统总体设计结构如图 1所示。

随着嵌入式技术、多媒体技 术及网络技术 的发 展, 基于嵌入式技术、视频压缩编码技术和网络传输 控制技术的综合应用, 已成为数字化网络视频采集监 控领域的核心 技术。系统是基于 ARM 9和 L inux平台的远程视频图像监控设计方案, 整个系统建立在嵌 入式结构上, 实现了高质量的视频图像采集和实时处 理功能。

系统总体设计

远程视频图像监控系统分为嵌入式视频监控终 端和监控中心 PC 机两部分。嵌入 式视频监控终端 基于嵌入式微处理器 S3C2440和 L inux 核心平台, 采 用通用 USB 摄像头捕捉现场图像, 通过 USB 接口将 数据传输到 ARM 开发板上, 由开发板上的图像采集 处理模块进行图像数据处理, 通过 LCD 触摸屏显示

图 1 系统总体设计框图 2 系统硬件设计

系统选取 m in i2440开发板作为系统设计的硬件

收稿日期: 2010 06 28 作者简介: 唐人财(1978), 男, 海南海口人, 中南大学信息科学与工程 学院硕 士研究 生, 研 究方向: 嵌入 式系统 及应用;刘连 浩(1959), 男, 湖南 澧县人, 教授, 博士, 研究方向: 单片机及嵌入式系统。32 计

算

机

与

现

代

化

2010年第 11期

平台, 监控终端硬件由主控模块和扩展模块两部分组 成。主控模块采用嵌入式微处理器 S3C2440 它是一 , 款基于 ARM 920T 核的 16/ 32位 RS I 结构的嵌入式微 C 处理器, 主频 400 z 最高可达 533 MH , MH z 片内外资源 , 丰富, 具有强大的处理能力, 从硬件上保证了系统快速 的响 应 速 度。系 统 存 储 扩 展 了 128 B 的 NAND M FLAS 64 B的 SDRAM。扩展模块包括通用 USB摄 H, M 像头、9000以太网控制器和带触摸屏的 NEC3 5英 DM.寸 TFT 真彩液晶屏。主控模块通过 USB 接口电路、LCD接口电路、以太网接口电路与扩展模块相连接构 成整个硬件系统。系统硬件结构如图 2所示。

配置内核编译选项时把 UVC 驱动编译进内核。UVC 不是摄像头的品牌或型号, 它是一种视频设备的技术 规范, 全称为 U SB V ideo C lass 这是一个为 USB 视频 , 设备提供驱动的开源项目。UVC 驱动支持 V 4L 2应 用编程接口, 系统设计中使用的 USB 摄像头为 T op Speed U SB 2 0 C a era UVC 驱动提供支持。.m , 3 3 V4L2图像采集程序的实现.V4L2 是 V id eo For L inux Two 的 简称, 是 V id eo Fo r L in ux AP I的第二版本, 是 L inux 下开发视频设备 程序的接口标准, 使用分层方法对所有视频设备的驱 动和应用编 程提 供一 套完备 的接 口规 范。基于 V4L 2标准, 视频图像采集处理流程如图 3所示。[ 3] 图 2 系统硬件结构框图 3 系统软件设计

1 系统软件平台.系统软件平台以嵌 入式 L inux 和 Q t/Em bedded 为基础, 具体构建步骤为: 在宿主机上建立交叉编译 环境, 完成引导加载程序 v ivi的编译移植, 编译移植 linux 2 6 29 内核, 包括 DM 9000 网卡、..通用 USB 摄 像头和 LCD 触摸 屏等驱动 的移植, 基于 busybox 1.13.3构建文件系统。基于系统设计的需求, 还要完 成 QTE 4 5 3图形库与 tslib 1 4触摸屏支持库以及...lib jp eg库向开发板的移植。lib jp eg 库主要用于实现 内存中图像数据的编解码, QTE 4 5 3是面向嵌入式..系统的 Q t版本, 采用了 fram ebuffer作为底层图形接 口, 采用 C ++ 封装, 具有丰富的控件资源和良好的可 移植性, 系 统中的应 用程序 以及环 境都是 基于 Q t / Em bedded来开发的。最终形成基于 ARM 的嵌入式 [ 1 2] L inux 操作系统平台 , 在系统软件平台上可进行嵌 入式应用程序的开发。限于篇幅, 系统软件平台的构 建在此只作简单介绍。3 2 嵌入式 L inux下 USB 摄像头驱动.为了使用 L in ux下 V4L2应用编程接口编写图像 采集应用程序, 在开发板上移植版本为 linux 2 6 29..的内核, 此内核版本支持 UVC 驱动 USB 摄像头, 在图 3 视频图像采集处理流程图

3 1 视频设备结构体初始化..程序中定义一个视频设备的数据结构 struct vde vice 结构体的成员变量是对视频设备和图像属性的 , 描述。

init_ vdata(struct vdevice * vdev , char * dev _na e un m , signed int w idth unsigned int he ight int fo r at);, , m 通过参数完成对视频设备结构体变量 vdev的赋 值初始化。视频设备名称 dev_na e 视频图像宽度 m , w idth 视频图像高度 heigh, 视频图像格式 for a, 以 , t m t 及申请分配两个内存缓冲区 fram ebuffer和 rgbbu ffer , 分别为采集到的一帧图像 数据缓冲区和 24位 RGB 图像数据缓冲区。3 3 2 视频设备初始化..函数 in it_vdev(struct vdev ice * vdev)根据参数

2010年第 11期

唐人财等: 基于嵌入式 L inux远程图像监控系统的 设计

vdev传递的值对视频设备进行初始化, 这是进行视频 图像采集前必须完成的工作。视频设备结构体 vdev 包含了要设置的设备信息, 初始化视频设备到适合的 图像采集工作方式。视频设备初始化具体实现如下:(1)打开摄像头设备文件。利用系统调用 函数 vdev > fd = open(vdev > dev_nam e O_RDWR)实现, 该函数的功能是打开参 , 数 vdev > dev_nam e指定的设备, 对于摄像头用设备 文件名 /dev /v ideo0 表示, vdev > fd 是设备打开后 返回的文件描述符, 在程序中可使用它来对设备文件 进行操作。(2)查询设备信息和设置采集属性。在 L inux 编程中, io ct l函数是设备驱动程序中对 设备的 I /O 进行管理的函数, 用户程序一般使用 ioctl 函数来对设备的一些特性进行控制。调用带 V ID I C _ O QUERYCAP命令参数的 io ct l函 数来取得设备文件的属性参数, 并存储于 struct v4l2_ capab ility 结构体变量 vdev > cap 中, 然后可 逐项验 证 vdev > cap的属性, 看设备是否符合采集的要求。

ioctl(vdev > fd V ID I _QU ERYCAP, & vdev > cap);, OC m em 间建立映射, 调用带 V I I C _QBUF 命令参数的 DO ioct l函数将所申请的设备缓存加入等待输入缓存队 列, 内存映射初始化完成。3 3 3 采集图像数据..函数 capture(struct vdevice * vdev)完成一帧视 频图像数据采集, 采集到的视频图像数据存放到设备 缓存 vdev > bu f中, 通过映射的程序内存空间可处理 视频图像, 函数调用成功返回视频设备采集的图像数 据大小。在设备缓存加入等待输入队列后, 调用带 VIDI C_ O STREAMON命令参数的 ioctl函数使能视频设备。

type= V 4L2_BU F _TYPE_V IDEO _CA PTURE;ioctl(vdev > fd V ID I _STREAM ON, & type);, OC 图像数据缓存采用 F IFO 的方式, 缓存队列将已 采集到视频图像数据的设备缓存出队列, 此时与之映 射的内存空间就存储了采集到的视频图像数据, 处理 完毕重新使设备缓存加入队列。这个过程需要调用 两次 io ctl函数。

ioctl(vdev > fd V ID I _DQBUF, & vdev > buf);, OC ioctl(vdev > fd V ID I _QBUF, & vdev > buf);, OC 接着设置视频图像采集格式, 可根据需求修改摄 像头缓冲区中图像参数如分辨率、格式等。具体方法 为先给 struct v4 l2 _for at结构体变量 vdev > f t分量 m m 赋新值, 再调用 带 V ID I C _S _FMT 命令参数 的 ioctl O 函数完成采集属性的设置。ioctl(vdev > fd V ID I _S_FM T, & vdev > fm t);, OC 调用带 VIDIOC_DQBUF 命令参数的 ioct l函数使 设备缓存出队列, 利用系统函数 m em cpy 将所采集的 一帧视频图像数据拷贝的所分配的内存空间 vdev > fram ebuffer以 方 便 后 续 图 像 处 理。然 后 调 用 带 V IDI C _ O QBUF 命令参数的 io ctl函数把设备缓存重新 加入输入缓存队列, 至此完成一帧视频图像数据采集。系统采用的摄像头初始化为 YUV422图像格式, 图像要在 LCD 上显示, 必须进行图像数据格式转换 处理, 将 YUV422格式转换为 RGB24格式。

yuv2 rgb24(vdev > fra ebuffer vdev > rgbbuffer vdev > m , , w idth vdev > he ight);,(3)实现内存映射。V4L2捕获的数据是存放在内核空间的, 用户不 能直接访问该 段内存, 必须通 过某些手段来 转换地 址。系统采用 mm ap内存映射方式, 把设备内存映射 到用户程序内存空间, 直接处理设备内存, 加速了 I/ O 访问。主要函数调用如下: ioctl(vdev > fd V ID I _REQBUF S & vdev > rbuf);, OC , ioctl(vdev > fd V ID I _QU ERYBUF, & vdev > buf);, OC vdev > m e [ i] = mm ap(0, vdev > bu.length, PROT _ m f READ, M AP _SHARED, vdev > fd vdev > bu.f m.offset);, ioctl(vdev > fd V ID I _QBUF, & vdev > buf);, OC 函数 yuv2rgb24 将 vdev > fram ebuffer指定 内存 中的 YUV 422图像格式转换为 RGB24格式, 并存放 到 vdev > rgbbuffer指定内存中, 函数实现在 此不作 详细阐述。3 4 图像数据的 JPEG 编解码.网络传输前对原始图像数据进行压缩处理, 利用 IJG(Independent JPEG G roup)提供的 lib jp eg 库进行 [ 4 6] 图像编解码。在开源的 libjpeg 库中, 函数必须从 文件或其他 设备流中读取数据, 再将压缩数 据存成 JPEG 文件, 增加了不必要的文件 I/O 操作, 不利于网 络实时传输图像。为解决 该问题, 改写 了 lib jp eg 库 内 jdatasrc c和 jd atads.c两个源代码文件, 设计自定.t 义的结构体 struct m y_dest_ gr和 struct m y_src_ g r m m , 增加自定义图像数据缓存地址变量、已处理图像数据

具体实现: 首先, 对 struct v4 l2 _ requestbuffers结 构体变 量 vdev > rbuf 分 量 赋 值, 调 用 带 V I I C _ DO REQBUFS命令参数的 io ctl函 数分配自定义 数量的 设备缓存;然后, 在循环程序结构中对申请分配的设 备缓存 进行映射, 调用带 V IDIOC _QUERYBUF 命令 参数的 ioct l函数获得设备缓存偏移量和缓存大小并 存于 struct v4l2_buffer结构体变量 vdev > bu f中, 调 用 mm ap在设备 缓存 和程序 内存 空间 变量 vdev > 34 计

算

机

与

现

代

化

2010年第 11期

的偏移量变量和图像大小变量, 并改写 lib jp eg库相关 操作函数, 封装相关的数据结构和成员函数为自定义 的图像编解码类 MY JPEG。实现输入数据和输出数据 的重定向到内存, 利用开源的 libjpeg 库在内存中实现 图像的压缩和解压缩。参照 lib jpeg 库中编解码过程, 实现了类 MYJPEG中压缩与解压缩成员函数。

w r ite e(unsigned cha r * m m char* m quality);/ /图像数据压缩处理 readm e(uns igned char indata int pSize unsigned char m * , , * outdata);/ /图像 数据解压缩处理 outdata int * pS ize unsigned , , indata unsigned int mw idth, unsigned int mhe ight int , , 压缩函数中参数可以灵活对压缩图像分辨率大 小和质量属性进行设置, 参数 pS ize 返回压缩后图像 的大小。而解压缩图像时, 压缩图像的大小则通过参 数 pSize传入。3 5 网络传输视频图像数据.UDP是非连接的、不可靠的、传递数据报的传输 协议, 提供了一种高效无连接的服务。由于 UDP 不 提供数据的可靠性保证, 使其具有较少的传输时延, 很适合实时性高而不要求数据绝对可靠的场合。视 频图像数据实时性强, 数据量大, 所以系统设计采用 此协议传输数据。通过 L inux 下的 socket套 接字编 [ 7] [ 8 11] 程 , 实现视频图像的网络传输。利用 C语言中 的多线程编程, 将网络通信置于一个工作线程, 避免 了 GU I应用程序因网络阻塞等待操作而使图形用户 界面冻结无法响应的问题。系统设计时结合使用互 [ 12] 斥锁和条件变量对各个工作线程进行同步。嵌入式视频监控终端上采集显示程序作为主线 程, 同时创建一个视频图像发送工作 线程 deal_send(), 用来处理与视频监控中心 PC间的网络通信。具 体过程描述如 下: 调用 socket()函数创建一个 UDP 数据报类型的套接字, 接着调用 bind()函数, 给套接 字绑定一个端口。视频图像发送工作线程调用 recv from()函数在指定的端口上阻塞等待客户端发送来 的 UDP数据报, 接收到服务请求, 处理该服务请求并 通过 sendto()函数将处理结果返回给 PC 端。在监控中心 PC 端创建解码显示视频图像工作 线程, 并创 建一个视 频图像接 收工 作线程 deal _re ce ive(), 用来处理与视频监控终端的网络通 信。具 体过程描述如 下: 调用 socket()函数创建一个 UDP 数据报类型的套接字, 接着调用 bind()函数, 给套接 字绑定一个端口。调用 sendto()函数向监控终端发 送服务请求报文, 调用 recv from()函数等待并接收服 务应答报文。继续定时发送服务请求直至通信终止。具体网络传输的通信过程如图 4所示。

图 4 网络传输通信流程 4 视频图像实时显示

系统是一个实时视频图像采集与传输系统, 采集 的现场视频图像在嵌入式视频监控终端和监控中心 PC上实时显示与保存。只要以较快速度显示变化的 图片就可以实时显示现场情况, 系统中利用定时器每 40m s采集一帧视频图像。该远程图像监控系统界面 是通过 QT 来实现的, 在强大的 QT 图形库的支持下, [ 13 14 ] 可快速开发出友好的图形用户界面。利用几个 相关 Q t图形类 Q I age QP ixm ap和 QL abe,l 实现视频 m、图像的显示和 JPEG格式图片保存。5 结束语

系统设计方案 是一种基于嵌入式 L inux 的图像 采集和传输系统, 本文详细介绍了 V4L 2应用编程接 口进行 USB 摄像头视频图像采集, 基于 QTE 图形库 实时显示视频图像, 利用开源的 lib jp eg 库实现图像 的 JPEG 编解码, 通过网络实时传输进行远程监控。整个系统数字化、网络化程度高, 实时性好、稳定可靠 且图像质量较好。经实验测试, 系统很好地实现对现 场视频图像的监控。在该系统的基础上, 可进一步进 行二次扩展开发, 以便应用在工业现场控制、远程指 挥监控系统、可视电话等诸多领域。

参考文献: [ 1] [ 2] [ 3] 赵敏, 杨恢先, 汤安平.基于 S3C2440的嵌入式 L inux 系统 移植的研究与实现 [ J].电子器件, 2008 31(6): 1947 1950 ,.郑灵翔.嵌入式 L inux 系统设计 [M ].北京: 北京 航空航 天大学出 版社, 2008.M ichae lH Schi ek V ideo for L inux Tw o AP I Specifica tion m.[ EB /OL ].http: / /v4l2spec bytesex org /v4l2spec / v4 l2...pd, 2008 03 04.f(下转第 38页)38 计

算

机

与

现

代

化 2010年第 11期

目标图像中变成 A!B!因为向前移动了, 所以物体显 , 得比原来要大些。放大的过程应 该是: 逐步 放大左 图, 并适当地截取放大图中跟原来一样大小的一块矩 形区域, 作为一张新的过渡图。至于放大的倍数, 作 [ 8] 如下考虑 : 假设 A!的长度是 AB的 L 倍, 两幅图像之间插入 B!n张过渡图, 则每一张过渡图之间的放大的倍数是(L 1)/(n+ 1)。

速度, 内存优化后系统占用资源更少, 由于不用频繁 申请内存和 释放内存, 减少 了漏洞和错误发 生的几 率;采用缩放的方法改进了行进间的浏览效果, 提高 了虚拟漫游的沉浸感, 具有一定的实用意义。

参考文献: [ 1] 石云飞, 王永平, 李龙 济, 等.基于 模板匹配 的柱面全景 图拼接优化算法 [ J].工程图学学报, 2005(1): 96 99.[ 2] [ 3] [ 4] 华顺刚, 曾令宜, 欧宗瑛.一种快速的柱面全景拼接算法 [ J].数据采集与处理, 2006, 21(4): 435 436.潘华伟, 邹北骥.一种圆 柱形全 景图生 成新算法 及其实 现 [ J].计算机工程与科学, 2003, 25(6): 13 16.吴宪祥, 郭宝龙, 王娟.基于相位相关的柱面全景图像自 动拼接算法 [ J].光学学报, 2009, 29(7): 1824 1829.[ 5] 钟力, 张茂 军, 孙立 峰, 等.360度柱 面全 景图 像生 成算 法及其实现 [ J].小型 微型 计算 机系 统, 1999 20(12): , 899 900.[ 6] [ 7] [ 8] [ 9] 赵 辉, 陈 辉, 于 泓.一 种 改 进 的 全 景 图 自 动拼 接 算 法 [ J].中国图象图形学报, 2007, 12(2): 336 342.阮 秋 琦.数 字 图 像 处 理 [ M ].北 京: 电 子 工 业 出 版 社, 2001.董 士 海.虚 拟 现 实 的 未 来应 用 [ N ].中 国 计 算 机 报, 2001 02 21.崔汉国, 曹茂春, 欧阳清.柱面全景图像拼合算法研究数 字图像处理 [ J].计算机工程, 2004, 30(6): 158 159.[ 10] 赵万金, 龚声蓉, 刘全, 等.一种用于 图像拼 接的 图像序 列自 动 排 序 算 法 [ J].中 国 图 象 图 形 学 报, 2007, 12(10): 1861 1864.[ 11] 张茂春.虚拟现实系统 [M ].北京: 科学出版社, 2001.[ 12] 明德烈, 柳健, 田金文.二维平面内的增强现实虚实配准 问题研究 [ J].红外与激光工程, 2001, 30(6): 410 413.[ 13] 蔡勇, 刘学惠, 吴恩华.基于图像绘制的虚拟现实系统环 境 [ J].软件学报, 1997.8(10): 721 728.[ 14] 喻罡.基于图像的虚 拟场景 构造 和漫 游系统 研究 [ D ].西安: 西安理工大学, 2002.图 6 放大前后的线段

在放大后的图像中央截取一块跟原图像大小相 同的区域, 然而由于拍摄的过程中, 一系列的过渡场 景不可能严格地在一条直线上, 也就是说相邻的中间 图像的中心位置并不重合。如果不加任何处理, 在过 渡的时候实际效果并不平滑, 在到达下一张中间图像 的时候仍然会有跳跃的感觉。解决的方法是, 预先计 算 AB的中点在经过放大和截取后, 在最终目标图中 的位置 p(x y), 对比 A!B!的中点 p!(x!y!), 得出 ,!, ? x = x!-x ? y = y!-y 每次 放大后截 取时, 补偿 , , ? x /(n+ 1)和 ? y /(n+ 1), 使图像中心逐步向目标 图像的中心靠拢。

结束语

本文首先研究了鱼眼图像的拼接算法, 在提出基 于亮度差的鱼眼图像重叠区域的确定方法和采用线性 补偿光强的方法进行图像的融合处理的基础上, 实现 了利用两幅鱼眼图像生成空战环境球面虚拟空间, 然 后探讨了基于球面虚拟图的多视点漫游问题。分析 可知: 利用反投影模板技术有效地提高全景图浏览的

(上接第 34页)[ 4] 汪庆年, 孙丽兵, 李桂 勇.一种基于 ARM 的视 频监控 系 统的设计 [ J].微计算机信息, 2009 25(11): 158 160., [ 5] [ 6] [ 7] [ 8] [ 9] 汪庆年, 张广栋.嵌入 式网络 视频 监控系 统的 设计与 实 现 [ J].电力电子, 2008(5): 47 49.赵文敏, 余文芳, 邢建国.一种嵌入式网 络视频监控 系统 的设计 [ J].计算机应用与软件, 2009 26(8): 67 68 81., , 郭 东升, 田秀 华.L inux 环境 下基 于 Socke t的网 络通 信 [ J].软件导刊, 2009, 18(1): 116 118.杨晖, 胡永健, 林志泉.基于 L inux和 S3C2410嵌入式图像传 输系统设计 [ J].微计算机信息, 2007 23(8): 20 24., 孟超, 张曦煌.基于嵌 入式系 统的 图像采 集与 传输设 计 [ J].计算机工程与设计, 2008 29(17): 4414 4416 ,.[ 10] 童 永 清.L inuxC 编 程 实 战 [ M ].北 京: 人 民 邮 电 出 版 社, 2008.[ 11] 王远洋, 周渊平, 郭 焕丽.L inux 下基 于 Socket多线 程并 发通信的实现 [ J].微计算机信息, 2009, 25(15): 70 72.[ 12] 杨水 清, 张 剑, 施云飞, 等.ARM 嵌 入式 L inux系 统开发 技术详解 [M ].北京: 电子工业出版社, 2008.[ 13] 蔡志明, 卢传富, 李立夏.精通 Q t4 编程 [ M ].北京: 电子 工业出版社, 2008.[ 14] 陈 鲲, 陈 云 秋, 刘 信 新.基 于 Q t/Embedded 的 嵌 入 式 L inux应用程序的 设计 [ J].计算机与 数字工程, 2009, 37(1): 156 161.1

第四篇：嵌入式系统设计论文解读

嵌入式系统设计论文

专

业：

电子信息工程（信号处理）

班

级：

姓

名：

指导教师：

评

分：

年

月 日

【摘要】

当今信息时代，嵌入式系统的应用无处不在，而ARM嵌入式系统应用市场份额约占75%。从嵌入式系统的基本概念入手，分别从ARM的定义、ARM微处理器、ARM开发工具及调试方法来介绍ARM嵌入式系统基础知识。接着，讨论了ARM嵌入式系统的实时性要求，介绍了目前市场上的实时多任务操作系统（RTOS）。最后，概括了ARM技术的应用领域及其产业化发展，并预测ARM技术发展的前景。

关键词：嵌入式系统；ARM；微处理器；RTOS

目录

1.引言......................................................................1 2.嵌入式系统................................................................1 2.1 2.2

...................................................1...................................................1 3.ARM嵌入式系统............................................................2 3.1 什么是ARM.........................................................2 3.2 ARM3.3 ARM3.4 ARM3.5 ARM

.............................................2.................................................3

.............................................3

...................................4 4.ARM嵌入式系统的实时性要求................................................5 4.1 嵌入式系统软件需要RTOS

....................................5 4.2 RTOS...............................................................6 5.嵌入式系统的信息产业化发展.................................................6 5.1 ARM

.................................................6 5.2 嵌入式系统产业化发展.................................................7 6......................................................................7 参考文献.....................................................................8

1.引言

随着计算机技术、网络技术和微电子技术的深入发展，嵌入式系统的应用无处不在。

ARM是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC（精简指令计算机）微处理器。ARM技术日益成熟和不断发展，正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

本文从实际出发，首先介绍嵌入式系统的基本概念，随之重点阐述了由ARM微处理器构成的嵌入式系统（简称ARM嵌入式系统）的基础知识，最后分析了ARM技术的产业化发展过程及发展趋势。.嵌入式系统

2.1

嵌入式系统的英文叫做Embedded System，是一种包括硬件和软件的完整的计算机系统，但又跟通用计算机系统不同。嵌入式系统的定义是：“嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可剪裁，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。”嵌入式系统所用的计算机是嵌入到被控对象中的专用微处理器，但是功能比通用计算机专门化，具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的、合适的运算速度、高可靠性和较低比较成本的专用计算机系统。

2.2

嵌入式系统作为一类特殊的计算机系统，自底向上包含有3个部分，如图1所示。

（1）硬件环境：是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的硬件平台，硬件平台包括嵌入式处理器和外围设备。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。

（2）嵌入式操作系统：完成嵌入式应用的任务调度和控制等核心功能。具有内核较精简、可配置、与高层应用紧密关联等特点。嵌入式操作系统具有相对 不变性。

（3）嵌入式应用程序：运行于操作系统之上，利用操作系统提供的机制完成特定功能的嵌入式应用。不同的系统需要设计不同的嵌入式应用程序。.ARM嵌入式系统

3.1 什么是ARM

ARM是Advanced RISC Machines的缩写，是微处理器行业的一家知名企业，该企业设计了大量廉价、高性能、低功耗的RISC

ARM技术有很好的性能和功效，其合作伙伴包括世界许多顶级的半导体公司。目前，共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、PHILIPS和国家半导体这样的大公司。可以说，ARM不仅仅代表一个公司，代表了一类微处理器，代表了一种技术，还代表了一种新型的产业发展模式。

3.2 ARM处理器核系列及应用

ARM公司开发了一系列ARM处理器核。目前最新的系列已经是ARM11了。ARM6及更早的系列已经罕见了，ARM7以后的核也不是都获得广泛应用。目前应用最多的是ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10系列、SecurCore系列、Intel的StrongARM、XScale

ARM7系列：包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Iazelle 的ARM7EJ-S。该系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括Internet设备、网络和调制解调器设备以及移动电话、PDA等无线设备。

ARM9系列：包括ARM9TDMI、ARM920T和带有高速缓存处理器宏单元的ARM940T。该系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、PDA、网络电脑以及带有MP3音频和MPEG4视频多媒体格式的智能电话

ARM9E系列：为综合处理器，包括ARM926EJ-S、带有高速缓存处理宏单元的ARM966E-S/ARM946E-S。该系列强化了数字信号处理功能，可应用于需要DSP与微控制器结合使用的情况，将Thumb技术和DSP都扩展到ARM指令集中，并 具有EmbeddedICE-RT

ARM10系列：包括ARM1020E和ARM1020E微处理器核。其核心在于使用向量浮点（VFP）单元VFP10提供高性能的浮点解决方案，从而极大地提高了处理器的整型和浮点运算性能，为用户界面的2D和3D图形引擎应用夯实基础，SecurCore系列：包括SC100、SC110、SC200和SC210处理器核。该系列主要针对新兴的安全市场，以一种全新的安全处理器设计为智能卡和其他安全IC开发提供独特的32位系统设计，并具有特定的反伪造方法，从而有助于防止对

StrongARM系列：StrongARM处理器将Intel处理器技术和ARM体系结构融

Xscale系列：提供全性能、高性价比和低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令和DSP指令。

3.3 ARM微处理器的特点

采用RISC体系架构的ARM微处理器一般有如下特点:（1）体积小、低功耗、低成本、高性能；

（2）支持Thumb(16位)/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；

（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；（4）大多数数据操作都在寄存器中完成；（5）寻址方式灵活简单，执行效率高；（6）指令长度固定。

3.4 ARM微处理器的指令结构

ARM微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，但与等价的ARM代码相比较，可节省30％-40％以上的存储空间，同时具备32位代码的所有优点。

3.5 ARM嵌入式系统开发工具及调试方法

ARM处理器产品作为一种高性能、低功耗的处理器产品，现在已经得到广泛的应用。

ARM开发工具也因此得到发展，除ARM公司自己推出ARM集成开发工具外，还有一些公司也研发ARM开发工具。目前市场上有ARM SDT、ARM ADS、MULTI 2000、Hitools for ARM、Embest IDE for ARM五种集成开发环境。这些产品在国内有相对较畅通的销售渠道，用户容易购买。前三种由国外厂商出品，历史比较悠久，在全球范围内应用较为广泛，后两种由国内厂商推出，具有很高的性价比。

ARM应用软件的开发工具根据功能的不同，分别有编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、嵌入式实时操作系统、函数库、评估板、JTAG仿真器、在线仿真器等。

用户选用ARM处理器开发嵌入式系统时，选择合适的开发工具可以加快开发进度，节省开发成本。因此一套含有编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、工程管理及函数库的集成开发环境（IDE）一般来说是必不可少的，至于嵌入式实时操作系统、评估板等其他开发工具则可以根据应用软件规模和开发计划选用。目前常见的调试方法有以下几种。

（1）指令集模拟器。

部分集成开发环境提供了指令集模拟器，可方便用户在PC机上完成一部分简单的调试工作，但是由于指令集模拟器与真实的硬件环境相差很大，因此即使用户使用指令集模拟器调试通过的程序也有可能无法在真实的硬件环境下运行，（2）驻留监控软件。

驻留监控软件（Resident Monitors）是一段运行在目标板上的程序，集成开发环境中的调试软件通过以太网口、并行端口、串行端口等通讯端口与驻留监控软件进行交互，由调试软件发布命令通知驻留监控软件控制程序的执行、读写存储器、读写寄存器、设置断点等。

驻留监控软件是一种比较低廉有效的调试方式，不需要任何其他的硬件调试和仿真设备。ARM公司的Angel就是该类软件，大部分嵌入式实时操作系统也是采用该类软件进行调试，不同的是在嵌入式实时操作系统中，驻留监控软件是作为操作系统的一个任务存在的。

驻留监控软件的不便之处在于它对硬件设备的要求比较高，一般在硬件稳定之后才能进行应用软件的开发，同时它占用目标板上的一部分资源，而且不能对 程序的全速运行进行完全仿真，所以对一些要求严格的情况不是很适合。

（3）JTAG仿真器。

JTAG仿真器也称为JTAG调试器，是通过ARM芯片的JTAG边界扫描口进行调试的设备。JTAG仿真器比较便宜，连接比较方便，通过现有的JTAG边界扫描口与 ARM CPU 核通信，属于完全非插入式(即不使用片上资源)调试，它无需目标存储器，不占用目标系统的任何端口，而这些是驻留监控软件所必需的。另外，由于JTAG调试的目标程序是在目标板上执行，仿真更接近于目标硬件，因此，许多接口问题，如高频操作限制、AC和DC参数不匹配，电线长度的限制等被最小化了。使用集成开发环境配合JTAG仿真器进行开发是目前采用最多的一种调试方式。目前国际市场上较流行的两种JTAG仿真器：EPI公司的JEENI和ARM公司的Multi-ICE。

（4）在线仿真器。

在线仿真器使用仿真头完全取代目标板上的CPU，可以完全仿真ARM芯片的行为，提供更加深入的调试功能。但这类仿真器为了能够全速仿真时钟速度高于100MHz的处理器，通常必须采用极其复杂的设计和工艺，因而其价格比较昂贵。在线仿真器通常用在ARM的硬件开发中，在软件的开发中较少使用，其价格高昂也是在线仿真器难以普及的因素。

另外国际市场上较流行的有两种JTAG仿真器：EPI公司的JEENI和ARM公司的Multi-ICE。

4.ARM嵌入式系统的实时性要求

4.1 嵌入式系统软件需要RTOS开发平台

通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API)，是计算机基本组成不可分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在OS平台上面运行，但一般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。

4.2 RTOS

RTOS是英文Real Time multi-tasking Operation System的缩写，即实时多任务操作系统。它是嵌入式应用软件的基础和开发平台。目前在中国大多数嵌入式软件开发还是基于处理器直接编写，没有采用商品化的RTOS，不能将系统软件和应用软件分开处理。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS的API。RTOS的引入，对嵌入式软件的标准化和加速知识创新是一个里程碑。

5.嵌入式系统的信息产业化发展

5.1 ARM技术的应用领域

现在，嵌入式技术无处不在，ARM几乎成为嵌入式技术的代名词。作为一种16/32位高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，ARM微处理器目前已经成为应用广泛的嵌入式微处理器。ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域。

(1)工业控制领域：作为32位的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。

(2)无线通讯领域：目前已有超过85％的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固

(3)网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上进行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。

(4)消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛应用。

(5)成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。

5.2 嵌入式系统产业化发展

市场需求为嵌入式系统产业化发展注入巨大推动力。嵌入式系统的市场是巨大的，市场需求是嵌入式系统产业化发展的巨大推动力。据报告，10%～20%的计算机芯片是为台式或便携式电脑设计的，80%～90%的计算机芯片是为嵌入式设备设计的，这意味着每年有10亿至20亿个CPU是为嵌入式设备设计制造的。2003年，全球嵌入式系统产品的产值已达2000亿美元，估计全世界嵌入式系统产品潜在的市场将超过10 000亿美元。世界范围内嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元。

6.随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，ARM技术将会不断的变化和进步，ARM技术的应用领域会再次扩大，ARM技术带来的工业产值将会剧增，ARM技术产品的市场前景更加美好。总之，ARM技术的不断创新会给人类社会生活带来奇迹和享受。

参考文献

［1］ARM公司.ARM Architecture Reference Manual［M］.ARM公司，2000.［2］周立功.ARM嵌入式系统基础教程［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2005.［3］郑文波，曹金安.嵌入式系统的产业化发展——市场、技术与前景［J］.自动化博览，2005，(1):17.［4］罗蕾.嵌入式实时操作系统及应用开发［M］.北京：北京航空航天出版社，2005.［5］中国计算机学会微机专业委员会.2004中国计算机科学技术发展报告——嵌入式系统部分［EB/OL］.读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

第五篇：图像处理课程论文总结邵春雨.2120090209

图像处理的课程总结

我们研究的图像处理主要包括图像去噪，图像分割，图像增强，图像恢复，图像修补等。其中主要的研究方法有概率和随机过程的方法，偏微分方程的方法，数学数学形态学方法，各种类型的波分别对图像进行空间域和频域的研究。

概率和随机过程经常涉及到图像的统计特征：如振幅，自相关函数，概率谱密度，熵，常见的模型包括：高斯马尔可夫过程，镶嵌模型，尺度不变模型等。图像处理研究概率和随机过程，一般选择两种类型的框架，一种是贝叶斯框架，一种是典型的以最大似然估计为代表的非贝叶斯框架。这里牵涉到一个条件概率的概念，简单的加性噪声通常认为噪声分布和图像的点是不相关的，而另一类典型的speckle noise 模型是认为噪声与点事相关的，所以概率中一般用条件概率做推导。在建立一定框架后，一般有两个途径建立模型，一类典型的从pixel角度，另外一类从patch角度。

偏微分方程的方法通常牵涉到两类：一种直接建立相应的偏微分方程的模型，典型的一类为把去噪看成扩散现象的人传导方程，又如langevin 方程在不同给定条件有相变现象，正好又对应着强噪声情况和弱噪声情况。可以对方程增加一定的项或者改变某些项产生需要的功能。另外一种直接建立相应的变分，再转化成相应的欧拉拉格朗日方程，用最速下降法离散求解。还有直接通过泛函角度，用split Bregman 方法进行离散求解，split Bregman的好处在于能将原来相关的多元泛函极值问题转化成一类方程组的求解问题，对于难于离散的变分问题应优先使用split Bregman 方法，效果通常比最速下降法要好。偏微分方程中还涉及到多尺度分析，多尺度分析一般受偏微分方程支配，可以经过严格的理论推导证明把尺度分析分类问题转化函数的分类，并且借助多图像结构加以约束，则函数类的可能形式会大大减小。

数学形态学是一门非常重要的非线性理论，专门用于图像分析，其目的是从物体的形态,尺寸以及与相邻物体的关系，尤其是拓扑关系，以及它的纹理，灰度和色彩等方面来研究物体。利用形态学提出的变换，用在图像处理的各个层面上如滤波 分割 估计和纹理分析。形态学常见操作有膨胀腐浊，开闭运算等，先膨胀再腐浊等价于一个磨光操作。对于用形态学方法可以在结构元素和集合框架，拓扑框架，代数框架，概率论框架等不同方面建立研究。流线分界线和分水岭的方法都是数学形态学的典型应用。以上是为本学期图像处理的一点总结。