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随着嵌入式处理器和嵌入式操作系统的发展,使得基于嵌入式系统的实时图像采集处理系统得以实现。从数码相机、PC视频聊天用的摄像头等消费产品到视频监视等工业控制及安防产品,实时图像的采集和处理已成为嵌入式系统的重要应用之一。
本文介绍了有关嵌入式图像采集处理的相关知识,确定系统的总体框架并完成系统硬件平台的设计。接着是论文的主要工作所在:系统软件的设计。整个系统的软件分为驱动层和应用层两大块。在驱动层完成了实时图像的采集和预览工作,分成两个独立的模块来实现。在图像采集模块中,本系统采用驱动提供固定缓冲区的工作模式,并完成该模块中各个子模块的设计工作。在图像高速预览模块中,通过了解WINCE.net操作系统下显示驱动的架构,利用PXA270处理器中LCD控制器Overlay2窗口特性设计出的支持高速预览的显示驱动。在应用层中完成了用户程序的编写,用户程序主要实现了预览、拍照、拍摄这三个功能,同时实现了JPEG和MPEG-4编码库,并抽象这两个编码库的接口便于用户程序调用。最后基于PXA270处理器的Wireless MMX技术,利用英特尔公司提供的IPP库和相关的示例代码,对JPEG和MPEG-4编码库进行优化,完成整个系统的整合优化工作。本研究的重点和难点是驱动层软件和编码库的设计与实现,由于嵌入式系统的计算能力比较弱、存储能力比较小,要达到实时图像采集处理的要求,就要对这两个部分进行周密的设计和验证。经测试,本文所设计的系统最终可以实现了最大1600×1200分辨率图像的静态JPEG压缩保存,最大320×240分辨率视频的MPEG-4压缩保存,帧率达到20帧/秒,达到实时图像采集处理的目标。