嵌入式圖像處理系統及其設計分析

摘 要：在傳統圖像處理工作中，過于依賴電子技術，缺乏先進的技術支撐與理念，而在圖像處理中，可轉變傳統的工作觀念，積極引入先進且高效率的嵌入式圖像處理系統，并建立多元化的技術管理機制，明確各方面的圖像處理要求，提升系統設計水平，為其后續進步與發展奠定基礎。

關鍵詞：嵌入式圖像處理系統；設計；工作措施

中圖分類號：TP391.41文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2018）01-0120-03

Embedded Image Processing System and Its Design and Analysis

PENG Lixia

（FuTaiHua Industry（Shenzhen）Co.，Ltd.，Shenzhen 518110，China）

Abstract：In the traditional image processing work，over reliance on electronic technology，the lack of technical support and advanced concepts，and in image processing which can change the traditional ideas，actively introduce advanced and efficient embedded image processing system，and the establishment of the technical management mechanism of diversification，clear all aspects of image processing requirements，improve the level of system design and lay a foundation for its further progress and development.

Keywords：embedded image processing system；design；work measures

在設計嵌入式圖像處理系統的過程中，需制定完善的設計方案，合理開展硬件平臺的設計工作，并形成現今的系統管理機制，確保在設計嵌入式圖像處理系統期間，總結豐富的經驗，形成良好的圖像處理模式，充分發揮先進系統技術的積極作用，確保在未來發展中，提升嵌入式圖像處理系統的應用水平，達到預期的技術目的。

1 嵌入式圖像處理發展趨勢分析

對于嵌入式圖像處理而言，在未來發展中，應合理分析嵌入式系統與單片機之間的關系，了解與PC之間的區別，并在應用領域中，合理開展圖像處理研究工作。在計算機網絡技術合理應用的過程中，嵌入式圖像處理系統已經形成了先進的模式，可聯合云計算技術與物聯網技術等實現圖像的處理，在PC時代與計算時代中，實現終端在線化的嵌入式圖像處理系統形式，并在科學開發與研究中，形成私人數據中心嵌入式圖像處理系統，并保證服務器運行的流暢度，提高信息數據的傳輸水平，促進圖像處理工作的良好實施。

2 嵌入式圖像處理系統優勢分析

2.1 有利于提高存儲系統設計水平

嵌入式圖像處理系統，屬于計算機工具中PC與因特網之后偉大發明之一，能夠帶動工業產值的提升，并形成信息技術，成為IT產業的重點內容。而其中嵌入式技術的使用，有利于針對計算機模塊進行改革，并形成良好的發展模式，在硬件平臺設計工作中，設計部門需樹立正確觀念，合理創新硬件系統的設計平臺，統一平臺的設計標準，了解基本構成要素，并選擇嵌入式的中央處理器系統，設計輸入輸出系統，確保存儲體系符合規定。在此期間，可將存儲體系設計成為緩沖環節、內存環節、外存環節，并形成通信接口與調試接口，提升硬件平臺體系的建設水平，滿足當前的發展需求。

2.2 有利于提高硬件平臺的建設效果

在設計硬件平臺的過程中，設計人員須明確嵌入式系統的實際特點，主要因為嵌入式系統與PC存在較大差距，通常情況下不能直接的明確命令，并在系統中構建軟件平臺。

3 嵌入式圖像處理軟件的設計要點

在嵌入式圖像處理軟件系統實際設計工作中，需明確具體的設計思想，并在嚴格設計的情況下，樹立正確觀念，提升系統的設計水平，確保嵌入式圖像處理系統的設計效果，滿足當前的軟件系統設計要求。具體措施為：

3.1 明確具體的設計思想

在軟件系統設計工作中，需了解嵌入式環境，明確圖像處理目的，并在實際發展中，了解環境的特殊性。例如：可供軟件系統設計的編程語言很少，可以使用的API很少。因此，設計人員在軟件系統接口設計工作中，需明確文件的讀入情況，了解常用算法，并在算法移植的情況下，提升共組的效率，保證軟件系統的移植效果，實現合理的圖像處理，利用API的形式實現封裝，在一定程度上，能夠通過合理的開發方式，針對封裝情況進行分析，增強系統通用性，確保軟件系統的設計目的。

3.2 合理針對功能模塊進行設計

在功能模塊設計共組中，需根據模塊化設計要求，針對每個模塊進行嚴格的開發，統一圖像處理的算法，并在單個模塊中，實現每個算法的獨立執行，合理的實施API的封裝共組，并針對功能模塊算法進行設計。在此期間，可將模塊劃分成為圖像幾何變換環節、邊緣檢測環節、輪廓跟蹤環節、直方圖修正環節、半影調環節、圖像平滑銳化環節等，合理應用先進的算法，加大管理力度。在實際設計共組中，還需明確每一層次的系統主體，在主層次的支持下，每個模塊都要實現圖像處理算法，例如：在圖像幾何變換的情況下，明確具體的算法，了解實際結構。同時，在了解模塊實際情況的基礎上，針對具體內容進行嚴格的分析。如圖1所示，在界面設計工作中，可明確主體界面模式，利用專業化的算法開展研究，在一定程度上，能夠提升系統的設計水平，為其后續發展奠定基礎。

圖1 主體界面的設計

3.3 系統的合理設計與運行分析

在系統設計工作中，需合理分析文件讀入問題與算法植入封裝情況，在通用接口應用的情況下，對具體的實現情況與運行情況進行分析，了解實際內容，加大管理力度。具體措施為：

第一，圖像文件的讀入。在嵌入式平臺實際設計工作中，可明確圖像文件的實際情況，在文件讀入的情況下，實現內存圖像處理算法的移植，在一定程度上，能夠針對圖像進行模塊化的處理。在圖像處理工作中，可明確讀入函數的實際情況，加大文件的讀入情況，實現算法需求的滿足，將函數設置在文件系統中，合理實現后續的開發與創新目的，提升算法的設計水平，加強函數在圖像數據處理中的應用力度。在實際工作中，需明確真彩圖像的數據讀入分析目的，然后利用合理的矩陣設計方式完成任務，形成數據讀入矩陣的機制，在明確調色板數據讀入要求的情況下，了解圖像寬度與高度，呈現良好的圖像處理工作。

第二，算法的移植措施。在使用算法移植方式實現圖像處理工作的過程中，需選擇成熟的算法，在數學變換的情況下，明確固定情況，加強工作算法的應用力度，合理使用C語言方式與API形式開展協調設計工作，在合理設計的情況下，提升封裝設計形式的目的。

第三，在層次圖形界面實際分析的過程中，為了更好的設計，需了解人機界面的實際情況，在系統設計與開發期間，實現層次化接口模式，在各級接口的支持下，顯示圖形方式，了解觸摸屏模式與鍵盤消息的情況，在分支響應的情況下，更好的介紹層次化圖像界面，在一定程度上，能夠形成層次化的圖像界面，提升設計工作水平。在整體系統運行的過程中，需將層次圖形界面作為核心結構，更好的引導界面模式，利用框架算法的方式，促進整體之間的承上啟下。在嵌入式系統有限元設計中，還需分層次的映射一次有限元，在接口與引導界面的支持下，形成消息處理界面，實現二級界面的有效連接，形成返回處理模式。在產生消息參數之后，需針對決斷情況進行分析，明確各方面的程序設計問題，加大分析管理力度，提升設計工作水平[1]。

第四，在系統功能方面，主要包含著圖像文件打開功能、保存功能、打印功能與設置退出功能等。下面針對matlab的GUI編程環境之下功能實現情況進行分析。

（1）打開功能的完成情況。在嵌入式圖像處理系統中，打開菜單在系統中可以使用函數設計方式，根據設計標準對圖像進行讀取，在文件中打開圖像，實現如下代碼：

Function open_Callback（hObject，eventdata，handles）

[filename，pathname]=uigetfile（{{'*.jpg'；'*.bmp'；'*.tif'}S=imread（[pathname filename]）；

handles.S=S；

axes（handles.axes1）；

imshow（S）；

handles.output=hObject；

guidata（hObject，handles）；

（2）保存功能分析。在嵌入式圖像處理系統設計工作中，需了解保存菜單的實現標準與設計要求，使用uiputfile標準進行嚴格的設計，并在保存文件中，實現如下代碼：

function save_Callback（hObject，eventdata，handles）

global hresult；

[filename，pathname，filterindex]=uiputfile（…'Save as'）；

‘{*.bmp；*.jpg；*.tif？，'Picture styles（*.bmp；*.jpg；*.tif）'；

？.bmp？，'Bitmap-files（*.bmp）？；…

'*.*'，'AllFiles（*.*）'}，…

If isequal（[ilename，pathname]，[0，0]））return

else

File=fullfile（pathname，filename）；

saveas（hresult，File）

End

第五，在圖像模板設計工作中，可利用嵌入式圖像處理技術與系統，在模塊設計期間，針對圖像灰度與大小等變化進行處理，實現腐蝕與比例的協調工作，并在嚴格控制與設計的情況下，完善恢復變化的具體功能。在設計期間，主要是在嵌入式系統中，拓寬圖像的動態化運作范圍，并提高圖像的明顯性，增強表達形式與手法。且在功能實現中，可以利用模塊化的設計方式解決問題，保證圖像灰度的處理效果。在本系統實際運行期間，主要使用的為分段變化模塊化的設計措施，能夠在圖像區間之內實現灰度的變化。

第六，在圖像處理模塊具體設計工作中，需了解像素處理要求與內容，并在設計圖像期間，合理開展某邊界像素的刪除工作，能夠保證圖像像素值輸入圖像相應最小像素值。具體的代碼為：

Function fs_Callback（hObject，eventdata，handles）

h=getimage（handles.axes1）；

se=strel（'arbitrary'，eye（10））；

h1=imerode（h，se）；

figure；

Imshow（h1）

第七在圖像類型轉換模塊設計工作中，需實現噪聲圖像處理工作，使用局部算子等圖像處理方式完成工作，聯合平滑處理像素的方式，優化局部像素的運算體系。同時，在設計工作中，還需做好信息數據的處理工作，明確圖像類型轉換手法與依據，并使用函數設計方式解決問題。

第八，在圖像預處理模塊設計工作中，需合理使用模塊化的設計方式，利用計算機代替人們對圖像進行認知，并了解感興趣目標位置，在此期間，可以使用圖像處理方式解決問題，并實現如下的預處理代碼，以此形成模塊設計：

I1=imread（'D：＼Install＼images＼imdemos＼moon.tif'）；

L=4；

I= wextend（'2D'，'zpd'，I1，L）；

nbc=size（I，1）；

X=im2double（I）；//產生噪聲的相關圖像

In it=2055415866；

randn（'seed'，init）；

x=X+randn（size（X））/10；

wname='sym4'；

lev=3；

[c，l]=wavedec2（x，lev，wname）；

sigma_s=0.048535；//在壓縮圖像的過程中，可以使用wbmpen函數方式，選擇數據閾值

alpha=2；

thr_s=wbmpen（c，l，sigma_s，alpha）；//能夠使用先進的技術方式開展圖像壓縮工作，開展圖像的保存工作，開展圖像的預處理工作，提升位置的準確性。

4 結 論

在嵌入式圖像處理系統開發設計中，需深入實施研究工作，建設開發機模式，并了解驅動編程內容，合理開展嵌入式圖像處理系統的設計工作，提高設計水平。

參考文獻：

[1] 孫海星.基于SoC的嵌入式圖像處理終端技術研究——DM8127嵌入式QR碼識別系統 [D].合肥工業大學，2016.

[2] 陳爾言.一種嵌入式網絡視頻監控平臺的設計 [D].浙江工業大學，2016.

[3] 羅浩.基于DM8168的紅外與微光圖像融合系統的設計與實現 [D].南京理工大學，2016.

[4] 馬涌.基于機器視覺的顆粒狀農作物色選系統研究 [D].哈爾濱工業大學，2016.

作者簡介：彭麗霞（1985-），女，漢族，湖北人，技術專理，助理工程師，學士。研究方向：嵌入式圖像分析。