湖北工業(yè)大學(xué) 朱林琳

基于嵌入式的圖像處理技術(shù)研究

湖北工業(yè)大學(xué) 朱林琳

近幾年來，計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子的一體化趨勢(shì)日益明顯，嵌入式技術(shù)已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)是集軟件、硬件于一體的高可靠性系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)軟件除操作系統(tǒng)外，還需有完成嵌入式系統(tǒng)功能的應(yīng)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(tǒng)硬件的構(gòu)成基礎(chǔ)。

嵌入式；圖像處理；研究

隨著現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于機(jī)械零件的質(zhì)量要求也隨著工業(yè)、制造業(yè)的發(fā)展而迅速得到提高，目前，在國(guó)內(nèi)的很多工廠中，對(duì)于零件質(zhì)量的保證主要是通過人工的檢測(cè)，比如軸承的檢測(cè)，在國(guó)內(nèi)，目前很多廠家仍然是靠人眼來識(shí)別軸承的質(zhì)量好壞，這樣做既耗費(fèi)大量的人力和物力，并且效率非常低下，但是如果用計(jì)算機(jī)視覺來代替人力的勞動(dòng)，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(zhǔn)確率，它具有非接觸、速度快、精度合適、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等突出的優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)的需求，在實(shí)際中凸顯出廣闊的應(yīng)用前景[1,2,3]。

數(shù)字圖像處理系統(tǒng)是執(zhí)行處理圖像、分析理解圖像信息任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管圖像處理技術(shù)應(yīng)用廣泛，圖像處理系統(tǒng)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(shè)備、執(zhí)行處理分析與控制的計(jì)算機(jī)圖像處理機(jī)、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)系統(tǒng)中的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像處理程序庫(kù)與模型庫(kù)。

基于嵌入式Linux系統(tǒng)平臺(tái)下，利用USB驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)Linux接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)了單幀圖像和視頻連續(xù)幀的采集及其在LCD上的實(shí)時(shí)顯示，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)保存成文件的形式供進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)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(shù)方面的應(yīng)用。數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用,不僅應(yīng)用于對(duì)月球、火星照片的處理,還應(yīng)用于飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。

（2）通信工程方面的應(yīng)用。主要應(yīng)用于聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。例如,將電話、電視和計(jì)算機(jī)以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。

（3）軍事應(yīng)用。在軍事方面圖像處理和識(shí)別主要用于導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo),各種偵察照片的判讀,具有圖像傳輸、存儲(chǔ)和顯示的軍事自動(dòng)化指揮系統(tǒng),飛機(jī)、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等。

嵌入式圖像處理技術(shù)是圖像處理技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合，在多種國(guó)防軍事科技領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用前景和重大的應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)嵌入式圖像處理應(yīng)用的軟件技術(shù)作了全面深入的分析和探討，針對(duì)其中的幾個(gè)的重要問題作了具體研究，對(duì)于今后嵌入式圖像處理技術(shù)的研究與應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

本文主要工作總結(jié)如下：

（1）就嵌入式圖像處理技術(shù)從嵌入式工作狀態(tài)、嵌入式處理器工作模式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面入手著重介紹了ARM數(shù)字圖像處理的3種體系結(jié)構(gòu)，給出了軟件設(shè)計(jì)流程、引導(dǎo)裝載程序流程，最后對(duì)數(shù)字圖像處理方法中的顏色提取與增強(qiáng)和邊緣檢測(cè)作了較詳細(xì)介紹，為后面章節(jié)做好了準(zhǔn)備。

（2）在Linux嵌入式系統(tǒng)中分析了USB驅(qū)動(dòng)程序，數(shù)據(jù)采集從獲得圖像的方法、規(guī)劃數(shù)字化的方法、目標(biāo)圖像采集與處理模塊3種方法進(jìn)行研究，對(duì)數(shù)字圖像處理的特征進(jìn)行總結(jié)。利用USB驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)Linux接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)了單幀圖像和視頻連續(xù)幀的采集及其在LCD上的實(shí)時(shí)顯示，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)保存成文件的形式供進(jìn)一步處理用。

[1]蔣新苗,劉獻(xiàn)禮.基于圖像技術(shù)的鋼球表面缺陷檢測(cè)研究.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào),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(jìn)FCM聚類檢測(cè)算法.鑄造技術(shù)，江西南昌，VoI.27 No.12,Dec.2006.

[3]張強(qiáng).圖像匹配算法研究(D).西安電子科技大學(xué),2006．

[4]章毓晉.圖象理解與計(jì)算機(jī)工程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.

2017-10-10）