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本文介绍了一种基于嵌入式平台的集采集、存储、传输和处理于一体的图像采集与处理系统,并阐述了该系统的硬件电路和软件程序的设计。由于该系统结构简单,功能完善,应用灵活,因此在实际工程应用中具有一定的参考价值。
从图像采集与处理技术的原理出发,介绍了在系统的设计中所要应用到的关于图像的各种基本知识,接下来,就系统的结构作了整体的概述,包括系统的工作原理与功能,系统的软件平台以及系统的核心器件的选择。根据系统的结构组成和功能特点,将系统划分成了两大模块来分别进行阐述:图像采集与存储模块和图像传输与处理模块。
对于图像采集和存储模块,阐述了模块的硬件部分:包括图像解码芯片,可编程逻辑器件CPLD和双口RAM的硬件电路的设计;在软件部分,讨论了如何通过数字信号处理器DSP完成图像解码芯片的初始化以使得图像解码芯片能够完成图像的数字化,由于DSP的片内存储空间的限制而对图像数据不能全部采集,因此接下来对系统需要采集的图像的容量以及采集的时序作了详细的介绍,在模块设计的最后,阐述了如何应用CPLD来实现图像的采集与存储的时序并通过MaxPlus Ⅱ对时序进行仿真与调试。
在图像的传输与处理部分,讨论了图像传输与处理模块的硬件设计:包括数字信号处理器DSP,双口RAM和外扩Flash的硬件电路的设计。由于图像的传输是图像的采集和图像的处理之间的桥梁,阐述了图像传输的方法:系统在设计中采用DSP的DMA传输方式将图像数据从片外双口RAM传输至片内RAM。对于图像的处理,由于图像的预处理往往是图像处理的第一个步骤,因此系统对采集到的图像数据做了中值滤波和Roberts边缘检测的预处理并通过DSP的软件平台CCS观察了图像的画面。在模块设计的最后,对DSP的最小系统的设计即DSP和外扩Flash的接口电路设计以及DSP的Bootloader作了详细的介绍。
最后,对本系统设计和研究的成果进行了总结并对嵌入式图像采集和处理技术的未来发展趋势做了展望。