基于嵌入式的圖像處理技術研究

湖北工業大學 朱林琳

基于嵌入式的圖像處理技術研究

湖北工業大學 朱林琳

近幾年來，計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯，嵌入式技術已成為一個研究熱點。嵌入式系統是集軟件、硬件于一體的高可靠性系統，嵌入式系統軟件除操作系統外，還需有完成嵌入式系統功能的應用軟件，硬件除了CPU外，還需有外圍電路支持，目前，微處理器、微控制器、DSP已成為嵌入式系統硬件的構成基礎。

嵌入式；圖像處理；研究

隨著現代工業、制造業的快速發展，對于機械零件的質量要求也隨著工業、制造業的發展而迅速得到提高，目前，在國內的很多工廠中，對于零件質量的保證主要是通過人工的檢測，比如軸承的檢測，在國內，目前很多廠家仍然是靠人眼來識別軸承的質量好壞，這樣做既耗費大量的人力和物力，并且效率非常低下，但是如果用計算機視覺來代替人力的勞動，不僅可以省掉大量的人力和物力，并且還可以大大提高工作效率以及準確率，它具有非接觸、速度快、精度合適、現場抗干擾能力強等突出的優點，能很好地滿足現代工業、制造業的需求，在實際中凸顯出廣闊的應用前景[1,2,3]。

數字圖像處理系統是執行處理圖像、分析理解圖像信息任務的計算機系統。盡管圖像處理技術應用廣泛，圖像處理系統種類很多，但他們的基本組成是相近的。它們主要含有：圖像輸入設備、執行處理分析與控制的計算機圖像處理機、輸出設備、存儲系統中的圖像數據庫、圖像處理程序庫與模型庫。

基于嵌入式Linux系統平臺下，利用USB驅動程序和相關Linux接口函數實現了單幀圖像和視頻連續幀的采集及其在LCD上的實時顯示，并將采集到的圖像數據保存成文件的形式供進一步處理用。

圖像是人類獲取和交換信息的主要來源,因此,圖像處理的應用領域必然涉及到人類生活和工作的方方面面,主要包括：

（1）航天和航空技術方面的應用。數字圖像處理技術在航天和航空技術方面的應用,不僅應用于對月球、火星照片的處理,還應用于飛機遙感和衛星遙感技術中。

（2）通信工程方面的應用。主要應用于聲音、文字、圖像和數據結合的多媒體通信。例如,將電話、電視和計算機以三網合一的方式在數字通信網上傳輸。

（3）軍事應用。在軍事方面圖像處理和識別主要用于導彈的精確末制導,各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統,飛機、坦克和軍艦模擬訓練系統等。

嵌入式圖像處理技術是圖像處理技術與嵌入式系統應用技術的結合，在多種國防軍事科技領域都有著極其廣泛的應用前景和重大的應用價值。本文針對嵌入式圖像處理應用的軟件技術作了全面深入的分析和探討，針對其中的幾個的重要問題作了具體研究，對于今后嵌入式圖像處理技術的研究與應用有著重要的現實意義和價值。

本文主要工作總結如下：

（1）就嵌入式圖像處理技術從嵌入式工作狀態、嵌入式處理器工作模式、嵌入式體系結構等幾個方面入手著重介紹了ARM數字圖像處理的3種體系結構，給出了軟件設計流程、引導裝載程序流程，最后對數字圖像處理方法中的顏色提取與增強和邊緣檢測作了較詳細介紹，為后面章節做好了準備。

（2）在Linux嵌入式系統中分析了USB驅動程序，數據采集從獲得圖像的方法、規劃數字化的方法、目標圖像采集與處理模塊3種方法進行研究，對數字圖像處理的特征進行總結。利用USB驅動程序和相關Linux接口函數實現了單幀圖像和視頻連續幀的采集及其在LCD上的實時顯示，并將采集到的圖像數據保存成文件的形式供進一步處理用。

[1]蔣新苗,劉獻禮.基于圖像技術的鋼球表面缺陷檢測研究.哈爾濱理工大學學報,黑龍江哈爾濱，Vol_ll No.2,2006.

[2]周新建,涂宏斌.一種用于軸承缺陷圖像的改進FCM聚類檢測算法.鑄造技術，江西南昌，VoI.27 No.12,Dec.2006.

[3]張強.圖像匹配算法研究(D).西安電子科技大學,2006．

[4]章毓晉.圖象理解與計算機工程[M].北京:清華大學出版社,2000.

2017-10-10）