趙星

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術學院 陜西 咸陽 712000）

嵌入式圖像處理系統(tǒng)的模塊化軟件設計

趙星

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術學院 陜西 咸陽 712000）

基于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計需求分析，能夠運用模塊化的軟件設計方法，從而有助于設計出一種具備系統(tǒng)成本低、嵌入式的、形態(tài)功能適中的圖像處理系統(tǒng)，以便滿足實際需求。結果證實，在嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化軟件設計，能夠提升系統(tǒng)設計性能，能夠實現(xiàn)圖像增強、圖像分割以及目標定位等功能，也可很好的實現(xiàn)對實時圖像的在線處理功能，提升圖像處理的準確率，高達8.0%，發(fā)揮系統(tǒng)設計價值。故此，對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化軟件設計，可以發(fā)揮積極的作用，值得在實踐系統(tǒng)設計中推廣該方法。

模塊化；圖像處理系統(tǒng)；嵌入式；軟件設計

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化軟件水方法，不僅可以提升嵌入式圖像處理系統(tǒng)的可拓展性，也可以提升其圖像處理的準確率，發(fā)揮模塊化軟件設計優(yōu)勢，可以根據(jù)用戶的需求靈活擴展，并且對以后系統(tǒng)的升級有良好的兼容性，使系統(tǒng)可用性增加。以下對此做具體分析。

1 模塊化軟件設計

模塊化軟件設計，就可以將軟件功能分為不同的模塊進行實現(xiàn)，并且對于單獨的模塊功能，也可以完成一項單獨的操作[1]。在模塊化軟件設計中，要確保系統(tǒng)各個模塊之間物理因素上的分離，邏輯因素上的統(tǒng)一，各個模塊可以協(xié)調合作，從而提升軟件系統(tǒng)性能。

2 設計嵌入式圖像處理系統(tǒng)的需求分析

為滿足高數(shù)據(jù)量圖像處理需求，提出并設計了以TMS320DM642為處理器的數(shù)字圖像處理硬件系統(tǒng)，并在DSP/ BIOS上配以實時圖像處理軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字圖像處理[2]?？衫密浖约皥D像的采集、傳輸?shù)认嚓P設備，有效提升嵌入式圖像處理時效性，能在采集圖像過程中，還可以實現(xiàn)對數(shù)字圖像的點對點傳輸[3]。同時，運用模塊化設計方法，確保系統(tǒng)中各個圖像處理模塊功能之間可以互不干擾，提升系統(tǒng)處理圖像性能，避免發(fā)生系統(tǒng)出錯的情況。文中針對嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化設計方法，采集圖像并運用優(yōu)化算法對圖像進行增強、分割、邊緣檢測，以確保系統(tǒng)設計性能得到提升[5-6]。

3 模塊化軟件設計嵌入式圖像處理系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)總體設計結構

對于該系統(tǒng)設計中，其主要由文件模塊、圖像模塊、類型轉換模塊、預處理模塊組成，可以實現(xiàn)對嵌入式圖像的優(yōu)化處理，提升系統(tǒng)性能可擴展性。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設計總體結構

3.2 文件模塊設計

在系統(tǒng)該模塊設計中，選用CMD520的5.7寸CSTN LCD接口，使其可直接和S3C44B0X內置LCD接口進行直接的連接。對于系統(tǒng)的觸摸屏設計中，可以選用ADS7843來作為系統(tǒng)界面觸摸屏的控制器，并可提升系統(tǒng)界面可控性[7]。系統(tǒng)功能實現(xiàn)方面，主要是包括對圖像文件的打開、保存、打印設置和退出等相關的操作。對于該系統(tǒng)的文件處理模塊，針對圖像文件的讀取問題進行設計，實現(xiàn)圖像打開、圖像保持等相關功能操作[8-10]。下面主要介紹這兩個功能的實現(xiàn)。

1）打 開

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，打開菜單，主要就是在系統(tǒng)設計中，運用uigetfile（）函數(shù)[11]，標準的對圖像進行讀取，從而在文件處理的對話框中打開該圖像。其主要的實現(xiàn)代碼如下：

2）保 存

嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，對于圖像保存菜單的實現(xiàn)，主要可以應用uiputfile（）標準寫盤處理對話框來實現(xiàn)，其代碼如下：

3.3 圖像模塊設計

對于該嵌入式圖像處理系統(tǒng)，在其圖像模塊的設計實現(xiàn)之中，可以進行圖像的灰度、圖像的大小、圖像腐蝕、圖像的比例變化處理。針對其灰度變化中，護腰就是可以在嵌入式系統(tǒng)中，能夠增大圖像的動態(tài)范圍，有效的去擴展圖像對比度，從而可以圖像變的更加清晰，使圖像在系統(tǒng)中的特征更加明顯，是一種能夠增強圖像表現(xiàn)形式的重要手段。在實際該系統(tǒng)中，對于該軟件設計模塊，其實現(xiàn)中，可以運用分段線性變換比例線性變換以及非線性灰度變換等方式，具體實現(xiàn)圖像的灰度處理。對于本例子之中，采用的就是在系統(tǒng)中運用分段線性變換的模塊化設計，以有效實現(xiàn)對 （20～180）圖像區(qū)間的灰度變換，其具體的程序代碼如下所示：

而對于該系統(tǒng)設計的圖像處理模塊，針對圖像的腐蝕操作，就是可以刪除圖像中的某些邊界像素，確保輸出圖像的像素值能夠是輸入圖像相應像素與其相鄰域中的最小像素值。其圖像處理效果如圖2所示。

圖2 腐蝕

其實際代碼實現(xiàn)過程如下所示：

3.4 圖像類型轉換模塊

在嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，其圖像類型轉換的模塊設計實現(xiàn)中，能夠對一些噪聲圖像才用局部算子的方式，平滑處理某一像素，從而可以實時的優(yōu)化圖像中局部像素的運算，在該模塊中，可以對多個像素實現(xiàn)并行處理，能夠實時對圖像信息進行相關處理。在該系統(tǒng)設計中，針對圖像類型轉換方，可以運用函數(shù)rgb/ind，從而在系統(tǒng)中將 RGB類型的圖像轉換成索引類型圖像，其實現(xiàn)效果如圖3所示：

圖3 圖像轉換

代碼實現(xiàn)如下：

3.5 圖像的預處理模塊

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計之中，運用模塊化的軟件設計方法，可以用計算機代替人們來認識圖像并確定一幅圖像中感興趣目標的所在位置。圖像數(shù)據(jù)預處理代碼

通過對圖像進行預處理，就可以準確找出圖像中某一點的位置，并對其圖像進行相關的處理操作。

4 模塊化設計嵌入式圖像處理系統(tǒng)的價值

嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化軟件設計方法，可以很好地解決嵌入式系統(tǒng)在線處理圖像的功能，可以實時在線去處理圖像問題，并且系統(tǒng)在圖像處理方面的準確率，也有效滿足實際嵌入式圖像處理的要求[11-14]。而且在系統(tǒng)的設計實現(xiàn)過程中，不僅設計方案簡單，設計的成本也比較低，特別的適用于對嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)功耗低，縮小嵌入式系統(tǒng)的體積[15]，滿足系統(tǒng)設計需求。在嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計中，運用模塊化軟件設計，能夠提升系統(tǒng)設計性能，能夠實現(xiàn)圖像增強、圖像分割以及目標定位等功能，也可很好的實現(xiàn)對實時圖像的在線處理功能，提升圖像處理的準確率，高達8.0%，發(fā)揮系統(tǒng)設計價值。

5結 論

綜上所述，對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設計之中，運用模塊化軟件設計方法，不僅可以在線自動處理圖像信息，也可以更好實現(xiàn)對圖像的編輯處理，提升系統(tǒng)圖像處理準確率，滿足實施嵌入式圖像在線處理需求，提升系統(tǒng)設計性能，發(fā)揮積極應用價值。

[1]宋凱，嚴麗平，甘嵐，等.嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計，2009，30（19）:4368-4370，4377.

[2]任曉波，趙文龍，唐盛，等.基于ARM+FPGA+多DSP的嵌入式實時圖像處理系統(tǒng)[J].電子技術應用，2011，37（8）:142-146.

[3]李佩斌，黃瑩，趙譽婷，等.基于DSP+FPGA的嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代電子技術，2014（20）:95-98.

[4]涂春萍，甘嵐，張旭，等.基于Linux下MiniGUI的圖像處理GUI平臺設計[J].華東交通大學學報，2011，28（2）:55-59.

[5]劉巖俊.嵌入式DSP圖像處理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].國外電子測量技術，2013，32（9）:11-14.

[6]宋秋蓮.一種基于多層次算法的嵌入式圖像處理系統(tǒng)[J].數(shù)字技術與應用，2013（12）:122-122.

[7]吳錫強.探析嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機光盤軟件與應用，2015（3）:278-279.

[8]康婷婷.嵌入式圖像處理系統(tǒng)中JPEG技術分析[J].電子世界，2014（23）:28-28.

[9]惠宏超，郭亞晶，熊智敏，等.高功率激光器自動準直系統(tǒng)圖像處理的可信度評估[J].強激光與粒子束，2013，25（4）:867-871.

[10]洪文鵬，劉燕，周云龍，等.基于圖像處理的管束間氣液兩相含氣率的實驗研究[J].中國電機工程學報，2011，31（11）:74-78.

[11]陳麗娟，周鑫.基于ARM嵌入式圖像處理平臺的太陽跟蹤系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術，2012（4）:71-74.

[12]鄭博，趙不賄，白雪，等.基于Petri網(wǎng)的棉花圖像處理系統(tǒng)模塊化設計方法[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2012，28（9）:119-124.

[13]張成濤，譚彧，吳剛，等.基于達芬奇技術的收割機視覺導航圖像處理算法試驗系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2012，28（22）:166-173.

[14]顏丙生，陳富恒，郭軍宏，等.基于圖像處理的糧食蟲害自動分級虛擬系統(tǒng)研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2014（6）:18-20，26.

[15]鄭鑫.面向異步視頻的嵌入式圖像處理系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代電子技術,2012（22）:14-17.

Modular software design of embedded image processing system

ZHAO Xing
（Shaanxi Vocational College of Finance and Economics，Xianyang 712000，China）

Based on embedded image processing system design requirements analysis，the use of modular software design method，which helps to design a system with low cost，embedded，morphological features moderate image processing system，in order to meet the actual needs.The results confirmed that the design of embedded image processing system，the use of modular software design，to improve the system design performance，to achieve image enhancement，image segmentation and target positioning，and can be very good to achieve real-time image processing functions，improve the accuracy of image processing，as high as 8%，play a system design value.Therefore，in the design of embedded image processing system，the use of modular software design，can play a positive role，it is worth promoting the method in the design of practical systems.

module；image processing system；embedded；software design

TN99

A

1674－6236（2016）18-0129-03

2015-05-09 稿件編號：201505077

趙 星（1982—），男，陜西咸陽人，講師。研究方向：計算機技術及教學。