基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实 论文.doc

目 录 摘 要 2 1 引言 1 1.1 课程设计的意义 1 1.2 课程设计的目的 1 2 系统设计原理 2 2.1图像处理技术原理和成像原理 2 2.2 BMP文件格式简介 2 2.3 图像显示原理 3 3 开发环境简介及搭建 5 3.1 硬件平台 5 3.2 系统软件平台构建 5 3.3 LCD显示模块 5 4 系统设计的与具体实现 7 4.1 BMP文件的读入 7 4.2 图像增强算法设计 7 4.3 图像分割算法设计 8 4.4 图像平滑 8 4.5 图像缩放（平移以及转置） 10 5 程序主要源代码分析 12 5.1 图像数据存储的主程序如下: 12 5.3 图像平移主要代码 15 5.4 图像缩放主要代码 18 5.5 转置图像主要代码 21 6 运行测试结果 23 6.1图像平移效果 23 6.2图像转置效果 24 6.3图像的缩放效果 24 7 总结 25 参考文献 26 基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实现 摘 要 针对现在的过程检测的实时需求，设计出一种成本低，功能始终的图像处理采集系统。该系统以ARM7（S3C44BOX）为核心并配上外围电路实现图像处理功能，在加上多种通讯接口设计的图像传输通道，然后加入SD卡接口用于提取图像数据。最后基于uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统设计了一种图像处理方法，在系统中实现了图像增强、图像分割和目标定个位。实验表明，该系统能够很好地解决在线处理功能的实时问题，图像处理的准确率也满足了过程检测系统的要求，而且实现简单，成本比较低，特别适合对于功耗、体积要求较严格的过程检测系统。 关键词 ARM；图像处理系统；图像增强；目标定位 1 引言 1.1 课程设计的意义 图像处理技术在工业自动化、仪表检测安全、以及安全、消费电子、医学中被越来越广泛的应用。在现代战争中，利用图像进行精确制导、火控、无人飞机的电视导航等，在国防中也受到了高度的重视。图像处理算法中常有大量的运算，特别是在实时图像处理方面，因此通常采用DSP[1]或FPGA[3]来实现。但随着微处理器技术的突飞猛进，现代MPU[1]也可以完成高速的数字图像处理。 作为嵌入式图像处理技术，其主要技术包括两个方面，一个是图像处理技术，另一个则是嵌入式系统[4]应用技术。本文主要研究图像处理技术在嵌入式系统中的应用。 1.2 课程设计的目的 本课程设计的目的旨在研究一种能够进行高速图像处理[5]的嵌入式系统架构的设计与实现方法。针对嵌入式系统本身的特点，设计出具有较强通用性的嵌入式图像处理平台。 利用嵌入式系统进行图像处理是对传统的图像处理硬件实现方法的挑战.它的完成将为图像处理的开辟新的实现途径，并且为嵌入式系统的应用再次打开一片新的领域，同时，由于图像处理的应用十分广泛，其本身也有广泛的应用前景。 图像数据是一种重要的信息资源，随着以计算机和计算机技术为核心的信息科学的发展，图像处理在通讯、管理、医学、地震、气象、航空航天以及教育等领域，发挥着愈来愈重要的作用。但传统的图像处理技术主要依赖于大批量的电子计算设备，它们带来巨大的保养、增加行业成本。嵌入式平台拥有小巧、价格低廉、功耗小及维护成本低等优点。因此基于嵌入式平台构建图像处理系统可以降低其生产维护成本，提高其可靠性和可控件，具有较高的市场价值。 本文主要针对采集到的图像（bmp格式）实现平移、转置、缩放、平滑等处理。 2 系统设计原理 2.1图像处理技术原理和成像原理 图像处理技术又称“机器视觉”[5]，乃是将被测对象的图像作为信息的载体，从中提取有用的信息来达到测量的目的，具有非接触、高速、获得信息丰富等优点。系统一般通过摄像头采集对象的图像信息，然后通过处理系统对采集到的图像进行数字化的处理和分析，根据检测要求可得到对象的特征信息，随后进一步对此进行判断并输出结果。如图2.1 所示，连杆的表面缺陷通过一个方形LED漫反射光源均匀照亮待检测的破口区域，光线照射到对象表面后，通过光学镜头成像在摄像头内的光电耦合CCD 元件[3]上并转化成相应的数字图像信号，CCD 元件可理解为一个由感光像素组成的点阵，每一个像素都一一对应了被测对象的二维图像特征。数字图像信号经过图像处理系统对图像特征信息的提取和计算得到所需的测量值，随后通过RS232 通讯接口把数据传输给PLC 进行逻辑判断，判断的结果直接通过设备前面板上的指示灯输出。 CCD 透镜 LED 光源 对象 CCD 摄像机 图2.1 摄像头采集对象的图像信息 2.2 BMP文件格式简介 一个BMP文件包括以下四部分: