基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实现论文
基于ARM嵌入式操作系统的图像处理
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ６ ７ ２ — ９ ７ ２ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ３ ２ 中 图分 类 号 ＴＰ ３ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ＆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ． Ｄａ ｑ ｉ ｎ ｇ １ ６ ３ ３ １ ８ ）
摘
要
无人清扫机器人是通过感知外界环境信 息 ， 传输到主控制器 ， 实 现 自我决策 并进行 自主导航和壁 障的 。针对
这个情况 ， 论 文通 过 Ａ ＲＭ 嵌入式操作 系统 和视觉检测 系统对 所拍 摄图像进行边缘检测 。以微控制器 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０为核心通过 可输 出标准 的数字 图像信号 Ｏ Ｖ７ ６ ７ ０图像传感器对 图像进行采集 、 通过邻域平均法对图像进行 预处理 和通 过 Ｓ ｏ ｂ ｅ ｌ 算子对 图像边缘进行检测 ， 为 了进一步提高视觉检测系统 的实 时性 和可靠性 ， 在 ＡＲ Ｍ 上移植 了嵌入式 Ｒ ｅ ｄ Ｈａ ｔ ９ ． ０ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操作 系
（ ３ ．Ｄｏ ｗｎ ｈ ｏ ｌ ｅ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｂｒ ｉ ｇ ａ ｄ ｅ ，Ｄａ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｏｉ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｌｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ，Ｄａ ｑ ｉ ｎ ｇ １ ６ ３ ４ １ ２ ）
基于ARM嵌入式系统的设计_毕业论文（设计）
基于ARM嵌⼊式系统的设计_毕业论⽂（设计）西南科技⼤学⼯程硕⼠学位论⽂第I页基于ARM嵌⼊式系统的设计摘要嵌⼊式系统是计算机技术、半导体技术和电⼦技术的综合体，已经⼴泛应⽤于科学研究、⼯程设计、国防军事、⾃动化控制等各个领域。
随着⽹络通讯技术的迅猛发展，⽣产和⽣活中⼴泛要求嵌⼊式系统终端能够完成⽹络通讯功能。
论⽂就是以ARM7 TDMI 为嵌⼊式开发平台，开发具有⽹络通信功能的嵌⼊式终端。
SOCKET是⼀个通信链的句柄，通过套接字向⽹络发出请求或者应答⽹络请求，⽤于TCP/IP协议的应⽤程序之间的相互通信。
论⽂选择了ARM体系结构的嵌⼊式LPC2200处理器,根据系统的需求，在综合各种设计⽅案的基础上，选择移植带有TCP/IP协议的ucLinux嵌⼊式操作系统。
裁剪和定制系统后，构建相关的⽂件系统。
在此基础上，编写应⽤程序，调⽤系统的Socket通信函数，实现服务器端和客户端的通信。
描述IP地址和端⼝，⽤于在两个论⽂成功的实现了嵌⼊式设备的⽹络接⼊功能，各个带有⽹络通讯功能的嵌⼊式终端可以相互通讯，扩⼤了和提⾼了嵌⼊式设备的应⽤范围，对嵌⼊式系统的发展有较⼤的意义。
关键词：嵌⼊式系统；ARM7TDMI；socket；TCP/IP西南科技⼤学⼯程硕⼠学位论⽂第II页AbstractThe embedded system is a complex system with the computer technology, semiconductor technology and electronic technology .It has been widely used in scientific research, engineering, national defense, automation and other fields. With the rapid development of network communication technology,our production and life requires the terminal to complete the network communication function in a wide range of embedded systems. The Paper select the ARM7 TDMI for embedded development platform, develop the embedded network communication terminal.Socket is a communication chain handle, and sends network request or response to network requests. It is used to describe the IP address and port for both TCP / IP based protocol to communicate between applications,. The paper select LPC2200 embedded ARM as processor architecture, with the system need, design the integration based on transplantation with TCP / IP protocol ucLinux embedded operating system. The paper build related file system.after cutting and custom systems. On this basis, finished an application, and call the system function of Socket Communications, achieve server and client communication.The paper achieved the network access functions of the embedded device, the embedded with a network communication terminal can communicate with each other, and expand and improve the application range of embedded devices, and has a greater significance for embedded systems.Key words: Embedded Systems；ARM7TDMI；socket；TCP/IP西南科技⼤学⼯程硕⼠学位论⽂第III页⽬录1绪论 (1)1.1嵌⼊式系统 (1)1.2国内外现状和趋势 (1)1.3选题必要性 (2)1.4选题的⽬的和意义 (2)1.5课题研究范围及要达到的技术要求 (3)2需求分析 (4)2.1任务概述 (4)2.2系统的需求分析 (4)2.2.1系统的功能需求 (4)2.2.2系统的性能需求 (4)2.3系统设计思路 (4)3系统概要设计 (6)3.1系统设计的基本原则 (6)3.2系统设计⽅案分析 (6)3.3概要设计 (8)3.3.1开发环境 (8)3.3.2ARM开发环境的建⽴ (9)3.3.3建⽴程序运⾏调试交叉编译环境 (11)3.4模块化的设计与分析 (11)3.4.1开发板上完成的设计 (11)3.4.2PC机上完成的程序开发 (12)3.5设计基本流程 (12)4系统详细设计 (14)4.1.U C LINUX的移植 (14)4.1.1uClinux嵌⼊式系统的下载 (14)4.1.2根⽂件系统的建⽴ (15)4.1.3应⽤程序库 (15)西南科技⼤学⼯程硕⼠学位论⽂第IV页4.2.内核编译 (15)4.2.1uClinux的安装 (15)4.2.2配置uClinux (16)4.2.3构建⽂件系统 (17)4.3.PC机上的程序设计 (19)4.3.1嵌⼊式TCP /IP分析 (19)4.3.2嵌⼊式TCP/IP设计 (20)4.4.编程模型 (21)4.4.1TCP客户端设计 (21)4.4.2TCP服务器端主要代码分析 (23)4.5.程序下载到嵌⼊式硬件平台 (26)5系统的实现与测试 (27)5.1测试环境和测试的条件 (27)5.2功能及数据测试 (28)5.2.1容错功能 (28)5.2.2连接成功的信息说明 (29)5.2.3数据收发功能 (29)5.3测试的结果 (30)结论 (32)参考⽂献 (33)致谢 (35)1绪论1.1嵌⼊式系统⽬前，嵌⼊式系统的应⽤越来越⼴泛，我们⽇常⽣活中就存在⼤量的嵌⼊式系统的产品：⽐如⼿机、MP3、收⾳机、电视机等等，我们已经离不开嵌⼊式产品了。
基于ARM的嵌入式图像处理系统设计
基于ARM的嵌入式图像处理系统设计嵌入式系统是一种专门设计用于特定任务和特定功能的计算机系统，具有体积小、能耗低、性能高等特点。
嵌入式图像处理系统是一种利用嵌入式技术实现图像处理功能的系统。
在当前的技术发展趋势下，人工智能和图像处理领域的快速发展对图像处理系统提出了更高的要求。
基于ARM的嵌入式图像处理系统设计是一项重要的任务，它将帮助我们实现更高效、更灵活的图像处理功能。
在进行基于ARM的嵌入式图像处理系统设计之前，我们首先需要了解ARM架构的特点和优势。
ARM架构是一种精简指令集（RISC）架构，具有较低的能耗、高效的指令执行速度和灵活的可扩展性。
ARM架构的处理器广泛应用于各种嵌入式系统中，其成熟的生态系统和丰富的软件支持是进行图像处理系统设计的有力保障。
基于ARM的嵌入式图像处理系统设计可以分为硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计方面，我们需要选择合适的ARM处理器作为系统的核心，并结合图像处理的需求选择适当的外围设备。
ARM Cortex-A系列处理器常被应用于嵌入式系统中，具有强大的计算能力和低功耗特性。
对于较复杂的图像处理算法，可以考虑使用支持向量处理单元（NEON）的ARM处理器，以提高计算效率。
此外，还需要选择合适的图像传感器和图像处理器，以满足系统对图像处理速度和清晰度的要求。
同时，还需要考虑存储器、接口和电源等方面的设计，以确保整个系统的稳定性和可靠性。
在软件设计方面，我们需要通过合适的编程语言和开发环境进行软件开发。
ARM处理器的主要编程语言包括C/C++和汇编语言，其中C/C++是常用的高级语言，汇编语言则可以进行底层的优化和调试。
嵌入式操作系统也是图像处理系统设计的重要组成部分，常用的嵌入式操作系统包括Linux、RTOS等。
选择合适的操作系统可以简化软件开发过程，并提供丰富的软件支持。
此外，还需要编写优化的图像处理算法和实现相应的图像处理功能，以实现系统设计的目标。
论文基于嵌入式ARM的图像采集处理系统设计(优.选)
摘要随着现代制造工业中微细加工技术的不断发展，对微细零件表面形貌测量的要求越来越高，具有较高横向及纵向分辨率的激光并行共焦显微系统可以突破光学衍射的极限要求,对物体表面进行无损检测及三维形貌重构。
为了进一步实现光学系统的便携化、智能化需求，具有体积小、成本低、专用性强等一系列独特优点的嵌入式系统，无疑有着极好的应用前景。
本文主要研制了一种基于ARM的便携式图像采集处理系统。
论文主要以硬件设计和软件设计两大部分完成对系统的论述：硬件设计中，通过分析实际图像采集需求后总结设计的主要性能指标，确定了采集系统的主要控制平台和图像传感芯片，给出了总体的硬件设计方案，并在此基础上完成了SCCB控制模块、图像数据捕获模块、串口调试模块等硬件接口模块的设计；软件设计中，完成了CMOS 的驱动程序、图像数据采集的驱动程序、Bayer图像数据转换算法等软件设计工作，最后论述了静态图像采集系统相关调试、实验工作，结果表明此嵌入式图像采集系统基本达到预期目标，证明了设计的合理性和正确性。
本系统一定程度上提高了低功耗微控制器图像采集的效率，将图像采集系统对硬件的依赖转化为设计人员的软件设计工作，相对于传统PC机+CCD的方案，不仅在体积、成本上具有明显优势，更体现出良好的柔性，便于今后的维护、优化。
关键词：ARM，LPC2478,图像采集，便携式第一章绪论 (3)1.1 课题的研究背景 (3)1.1.1 并行共焦显微系统概述 ................................................. 错误!未定义书签。
1.1.2 嵌入式系统概述 (3)1.1.3 嵌入式图像采集系统概述 (5)1.2 课题研究的目的和意义 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.3 课题研究的主要内容及组织结构 (7)第二章系统硬件电路设计 (7)2.1 系统核心器件概述 (8)2.1.1 基于ARM7TDMI的LPC2478开发板 (8)2.1.2 OV7620图像传感器 (11)2.2 图像采集系统硬件总体架构.................................................... 错误!未定义书签。
基于ARM的图像采集处理系统设计
基于ARM的图像采集处理系统设计摘要随着现代制造工业中微细加工技术的不断发展，对微细零件表面形貌测量的要求越来越高，具有较高横向及纵向分辨率的激光并行共焦显微系统可以突破光学衍射的极限要求,对物体表面进行无损检测及三维形貌重构。
为了进一步实现光学系统的便携化、智能化需求，具有体积小、成本低、专用性强等一系列独特优点的嵌入式系统，无疑有着极好的应用前景。
本文主要研制了一种基于ARM的便携式图像采集处理系统。
论文主要以硬件设计和软件设计两大部分完成对系统的论述：硬件设计中，通过分析实际图像采集需求后总结设计的主要性能指标，确定了采集系统的主要控制平台和图像传感芯片，给出了总体的硬件设计方案，并在此基础上完成了SCCB控制模块、图像数据捕获模块、串口调试模块等硬件接口模块的设计；软件设计中，完成了CMOS 的驱动程序、图像数据采集的驱动程序、Bayer图像数据转换算法等软件设计工作，最后论述了静态图像采集系统相关调试、实验工作，结果表明此嵌入式图像采集系统基本达到预期目标，证明了设计的合理性和正确性。
本系统一定程度上提高了低功耗微控制器图像采集的效率，将图像采集系统对硬件的依赖转化为设计人员的软件设计工作，相对于传统PC机+CCD的方案，不仅在体积、成本上具有明显优势，更体现出良好的柔性，便于今后的维护、优化。
关键词：ARM，LPC2478,图像采集，便携式第一章绪论1.1 嵌入式系统概述1.1.1 嵌入式系统嵌入式系统被IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义为“是一种用来控制、监视或者辅助仪器、机械操作的装置”。
无论嵌入式计算机技术如何发展，都改变不了其“内含计算机”、“嵌入到对象体系中”、“满足对象智能化控制要求”的技术本质，因此可以将嵌入式系统定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统”。
嵌入式系统具有3个基本特点，即“计算机性”、“嵌入性”及“专用性”：●“计算机性”是目标系统智能化、自动化控制的根本保证，内含微处理器的现代电子系统，方才能实现目标系统的计算机智能化控制能力；●“嵌入性”则是专指起源于微型机、嵌入到目标对象系统进而实现对象体系智能控制的特性；●“专用性”是指为了贴合对象控制需求或特定环境要求下的软硬件的裁剪性。
基于ARM的数字图像处理系统的设计与实现
基于ARM的数字图像处理系统的设计与实现数字图像处理系统是利用计算机技术对图像进行处理的一种技术手段，广泛应用于医学影像、工业检测、安防监控等领域。
本文以基于ARM架构的数字图像处理系统的设计与实现为主题，介绍了该系统的设计思路、硬件平台选型、软件开发过程以及系统性能评估等方面的内容。
首先，本文对数字图像处理系统的设计思路进行了阐述。
在设计过程中，我们以ARM处理器作为主控芯片，选择了高性能、低功耗的ARM Cortex-A系列处理器作为核心。
同时，考虑到图像处理需要大量的存储和计算资源，我们选择了高速的DDR内存和嵌入式图像处理器作为辅助处理器。
整个系统采用模块化设计，将图像采集、预处理、特征提取、图像识别等功能模块分别实现，并通过总线进行数据交互。
其次，本文介绍了系统的硬件平台选型。
基于ARM的数字图像处理系统需要选择适合的硬件平台来进行实现。
在本文中，我们选择了一款高性能、低功耗的开发板作为硬件平台，并通过外接摄像头实现图像的采集与传输。
同时，为了提高系统的运行效率，我们采用了高速的DDR内存和嵌入式图像处理器作为辅助处理器。
接着，本文详细介绍了系统的软件开发过程。
基于ARM架构的数字图像处理系统的软件开发主要包括操作系统的移植、驱动程序的开发以及图像处理算法的实现等方面。
在本文中，我们选择了Linux操作系统作为基础，并通过移植和定制化开发，使其适应于我们的硬件平台。
同时，我们还开发了相应的驱动程序和图像处理算法，实现了图像的采集、预处理、特征提取和图像识别等功能。
最后，本文对系统的性能进行了评估。
通过实验测试，我们得出了系统的运行速度、图像处理的准确率等指标，并与其他相关系统进行了对比。
实验结果表明，基于ARM的数字图像处理系统在性能方面具有较高的水平，能够满足实际应用需求。
综上所述，本文详细介绍了基于ARM的数字图像处理系统的设计与实现。
该系统以ARM Cortex-A系列处理器为核心，通过模块化设计实现了图像采集、预处理、特征提取、图像识别等功能。
基于ARM嵌入式图像处理系统设计与实现
第36卷增刊2008年9月福州大学学报(自然科学版)Journa l of F uzhou U n i versity(N a t ura l Sc i ence)V o.l36Supp.Sep.2008文章编号:1000-2243(2008)S0-S013-04基于AR M嵌入式图像处理系统设计与实现林文森,李钟慎,洪健(华侨大学机电及自动化学院,福建泉州362021)摘要:针对现在的过程检测系统的实时需求,设计出一种成本低,功能适中的图像处理采集系统.该系统以ARM7(S3C44B0X)为核心并配上外围电路实现图像处理功能,再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、图像分割和目标定位.实验表明,该系统能够很好地解决图像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,特别适合于对功耗、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;目标定位中图分类号:TP391.41文献标识码:ADesign and i m ple m entation of e mbeded i m age data processing syste m base on AR ML IN W en-sen,LI Zhong-shen,HONG Jian(Co ll ege ofM echan i ca l Eng i neer i ng and A uto m ation,H uaq i ao U nivers it y,Q uanzhou,Fuji an362021,Ch i na) Abstract:A i m at the process de tecti n g syste m i n no w adays o f rea l-ti m e need,desi g ning a lo w costand m oderate functi o n i m age pr ocessi n g syste m.The syste m use AR M7(S3C44B0X)as co re w ith c ir-cu it rea lize i m age processi n g functi o n,mu lti-co mmunicati o n interface constitute i m age trans m issionchannels,SD card i n terface acqu ire i m age data.A t last design a i m age pr ocessi n g m ethods base on uC/OS-II e m beded operati n g syste m to realize i m age enhance m en,t i m age d i v isi o n and target orientation.The experi m ent i n d icates that t h e syste m reso l v e rea l-ti m e pr oble m w ell in i m age on-line processingi m age veracity a lso m eet the need o f pr ocess detecti n g syste m.The syste m carr y out si m p l y and costlo w,especia ll y su itable for process detecti n g syste m in consu m ed po w er and cubage strict reques.tKeywords:AR M;i m age data processing syste m;i m age enhance m en;t tar get recogniti o n随着科技的进步和社会的发展,数字视频图像的采集、存储、处理及传输技术在最近几年得到了广泛的应用,各类图像采集及处理系统已经逐渐深入到人们生活的各个方面.与图像处理卡等传统图像处理系统相比,嵌入式图像处理系统具有体积小、成本低、可靠性高等优点,在智能交通、远距离监控、计算机视觉等领域应用广泛[1].本研究所设计的嵌入式图像处理系统是采用以ARM7为内核的S3C44B0X作为主控芯片,先获取FI FO存储器模块中的图像数据,然后由S3C44B0X进行图像增强、图像分割和目标定位等处理,最后图像处理结果可通过多种通信接口进行传输,或者利用SD卡来提取该图像处理系统中的图像数据,其中的人机交互利用LCD和触摸屏完成.该图像处理系统仅用一个ARM芯片就实现了图像处理和传输功能,系统结构紧凑,实时性好,有良好的人机界面.[2]1图像处理系统总体方案该系统是由ARM为核心的嵌入式图像处理系统、串口与以太网的图像传输模块、SD卡接口的图像提取模块、LCD显示模块和触摸屏模块组成的.其中,嵌入式图像处理系统是系统的核心部分,它是以三星公司的嵌入式ARM-S3C44B0X处理器为基础.如图1所示,在检测时,图像采集系统将采集到的图像收稿日期:2008-06-12作者简介:林文森(1983-),男,硕士研究生;通讯联系人:李钟慎,副教授.基金项目:泉州市科技计划重点资助项目(2006G6);福建省经贸委企业技术创新资助项目福州大学学报(自然科学版)第36卷存储到FI FO 存储器模块,ARM 从FI FO 模块获取到图像数据,再把获得的图像数据进行图像处理.其间可通过LCD 和触摸屏进行人机交互,或者通过串口和以太网与外界设备进行通讯,还可利用SD 卡接口将图像存放入SD 卡中.图1 图像处理系统总体框图F i g .1 T he overa ll block diag ra m of i m age process i ng syste m2 图像处理系统硬件构成2.1 基于S3C44BOX 的图像处理模块S3C44BOX 是Sa m sung 公司为手持设备和一般类型应用提供高性价比和高性能微控制器解决方案的16/32位R I SC 处理器.它采用了ARMTTDM I 内核、0.25L m 的C MOS 标准宏单元和存储编译器.它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用.同时S3C44BOX 还采用了一种新的总线结构,即SAM B A Ò(Sa m sung AR M CPU 嵌入式微处理器总线结构).S3C44BOX 除了具有ARM 7系列处理器的优点,还内置有LCD 驱动控制器便于扩展LCD 模块.2.2 F IF O 存储模块FI FO 存储模块选用Aver Log ic 公司的AL4V8M 440做为FI FO 存储器,它的容量有8M bits ,速度最高可为80MH z ,满足了图像处理系统实时性.该模块的作用是先存储图像采集模块的采集到的图像数据,再传输给图像处理模块进行处理,作为两者的中介.2.3 人机交互模块人机交互模块主要是由LCD 模块和触摸屏模块组成,LCD 选用5.7寸的C MD520接口的CSTN LCD,可直接与S3C44B0X 内置的LCD 接口直接相连.触摸屏选用ADS7843作为触摸屏控制器,可控制四线电阻式触摸屏,直接同S3C44B0X 的普通I/O 口相连.2.4 通讯模块通讯模块包括RS232模块和以太网模块,RS232模块采用MAX3232作为电平转换芯片,同S3C44B0X 的UART 接口相连,实现RS232传输.以太网模块是以10M 的RTL8019做以太网控制器,与S3C44B0X 的地址线和并行数据线相连,从而通过寻址进行对以太网控制器内部寄存器的设置.2.5 S D 卡模块SD 卡(Secure D ig iatlM e m ory Card)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备.SD 卡由日本松下、东芝及美国SanD isk 公司于1999年8月共同开发研制.SD 卡有着广泛的应用领域,音乐、电影、新闻等多媒体文件都可以方便地保存到SD 卡中[3].本系统加入该接口,可以方便提取图像采集系统的数据.SD 卡支持SPI 和B US 两种接口模式,系统采用SPI 接口模式,可以直接利用S3C44BOX 自身带有的SPI 接口,连接方便.3 图像处理系统的算法设计3.1 图像增强算法设计在图像处理中,当光学系统成像时出现背景与目标灰度范围相对比较窄,即低对比度的情况,一般会采用对图像进行灰度的拉伸变换,从而加大特征目标与背景的灰度差,实现图像增强,以利于提取出特征目标来.灰度变换可分为线性灰度变换、分段线性变换、非线性变换.本研究采用线性灰度变换,该方法#14#增刊林文森,等:基于ARM 嵌入式图像处理系统设计与实现 用于克服当图像由于成像时曝光不足或过度所产生的对比度不足的弊病.假设原图像f(x,y )的灰度范围为[a,b ],希望变换后图像g (x,y )的灰度范围扩展到[c,d ],其数学表达式为[4]:g (x,y )=c(0[f (x ,y )[a )d -c b -a#f(x,y )+c (a [f (x,y )[b )d(b [f (x,y )[M f )(1)式中:M f 表示f (x ,y )的最大值.3.2 图像分割算法设计经过图像增强后,要将一幅图像分解为若干互不交叠的、有意义的、具有相同性质的区域,并从中提取出所感兴趣的目标,即图像分割.图像分割有边缘检测和阈值分割,这里采用阈值分割方法.阈值分割是基于灰度阈值的分割方法,它通过设置阈值,把像素点按灰度级分若干类,从而实现图像分割.把一幅灰度图像转换成二值图像是阈值分割的最简单形式,设原始图像为f (x,y ),首先就是按一定准则在f (x,y )中找出一个灰度值t 作为阈值,将图像分割为两部分,即把大于等于该阈值的像素点的值置成1,小于阈值的像素点置为0.阈值运算后的图像为二值图像g (x ,y ).g (x,y )=1(f (x,y )\t)0 (f (x,y )<t)(2)式(2)中全局阈值t 的选择直接影响到分割效果.通常可以通过分析灰度直方图来确定它的值,最常见的方法是利用灰度直方图来确定它的值,利用灰度直方图求双峰,选择两峰之间谷底处的灰度值作为阈值.3.3 目标定位算法设计目标定位是用计算机代替人们来认识图像并确定一幅图像中感兴趣目标的所在位置.本研究中的目标是商标带上的图案,对图案定位主要采用扫描法进行,先寻找商标带的上下边缘,再根据此上下边缘进行左右扫描找出图像块,再根据图案的大致长度和宽度找出图案,从而提取到图案具体位置.4 图像处理系统的软件设计根据上面所设计的算法在uC /OS-II 操作系统中进行实现,可以将各个算法模块化,变成可调用的函数,将图像处理编写成一个独立的任务,定时处理采集到的图像数据.图像处理任务的流程图如图2所示.图2 图像处理任务的流程图F ig .2 The overall fl ow chart o f i m age processi ng tas k#15#福州大学学报(自然科学版)第36卷5 实验结果根据以上的设计思路搭建一个图像处理系统,在此进行图像处理实验.并将处理的图像数据添加上B MP 位图文件头信息以b m p 格式文件通过串口或者以太网传输到电脑上读取.现以确定商标带的图案为例,采集到的原始图像如图3所示,先经过图像灰度拉伸处理可得图4,再对其进行阈值分割得图5,最后找到图案的位置可得图6.6 结语设计了以S3C44B0X 为核心的嵌入式图像处理系统,将采集到的图像数据进行图像处理从而获取目标位置信息,为目标的切割提供了重要的依据,另外系统还配有多种通讯接口和SD 卡接口同外界交互,还有以LCD 和触摸屏为基础的友好的人机界面.与普通的图像处理卡相比,此嵌入式图像处理系统极大地简化了系统结构,降低了系统设计成本,缩短了开发周期.参考文献:[1]吴晴,周健.嵌入式图像采集系统的设计与实现[J].电子测量技术,2007,30(2):90-92.[2]任贵伟,张海.基于AR M 的紧凑型图像采集系统[J].单片机与嵌入式系统应用,2007(2):35-37.[3]周燕艳.Secure d i g ita l card(SD 卡)与LPC2210的接口设计[J].微型电脑应用,2006,22(2):48-49.[4]龚声蓉,刘纯平,王强,等.数字图像处理与分析[M ].北京:清华大学出版社,2006.(责任编辑:郑美莺)#16#。
基于ARM嵌入式平台的图形处理技术研究
基于ARM嵌入式平台的图形处理技术研究ARM架构是一种被广泛应用于嵌入式系统的处理器架构。
随着嵌入式系统的发展，嵌入式图形处理技术也日益成熟。
本文将介绍基于ARM嵌入式平台的图形处理技术研究。
一、嵌入式平台与ARM架构嵌入式平台是指那些能够完成特定功能，具有自主控制能力，价格低廉的计算机系统。
嵌入式系统应用广泛，例如智能手机、平板电脑、车载导航、医疗设备、智能家居等等。
而ARM架构是一种低功耗、高性能的处理器架构，被广泛应用于嵌入式系统中。
ARM架构的处理器有多个核心，可以实现多线程，具有较好的能耗和性能的平衡。
二、图形处理技术图形处理技术是指对图像进行处理的技术。
图像处理包括从数字信号处理的角度来对输入和输出图像进行信号分析、处理和计算机图形学方面对输入图像进行数学处理，来实现对图像特征的提取、增强等操作。
在嵌入式平台上，图形处理技术能够应用于很多领域。
例如在手机上，可以对拍摄的照片进行美颜、修图等操作；在车载系统上，可以实现机车行驶状态监控、驾驶人员行为分析等。
三、基于ARM嵌入式平台的图形处理技术基于ARM嵌入式平台的图形处理技术是指在ARM嵌入式平台上进行图形处理。
这种技术有着以下几个特点：1.低功耗在嵌入式系统中，能耗一直是一个重要的考虑因素。
而ARM架构的处理器既能够保证较高的性能，又能够较好的控制能耗，从而实现低功耗的图形处理。
2.高性能ARM架构的处理器具有多核心和多线程的功能，能够实现高性能的图形处理。
在某些情况下，基于ARM嵌入式平台的图形处理甚至能够取代传统PC的图像处理能力。
3.可移植性基于ARM嵌入式平台的图形处理技术具有良好的可移植性。
开发者可以将图形处理算法在PC上进行开发和调试，然后将程序迁移到ARM嵌入式平台上。
4.丰富的应用场景基于ARM嵌入式平台的图形处理技术具有丰富的应用场景。
可以应用于嵌入式平台上的各种设备，如智能手机、平板电脑、车载导航、医疗设备等。
四、图形处理技术的发展趋势随着科技的不断发展，图形处理技术也在不断的向前发展。
2021基于嵌入式系统的图像处理系统设计范文1
2021基于嵌入式系统的图像处理系统设计范文 0引言 随着信息科学技术发展速度的加快，对图像处理精确度越发精确，对图像处理速度的要求越发加快。
传统的PC 图像处理技术与嵌入式图像处理技术相比，其最为显著的优点是可以将图像简单地、快速地处理出来，但其缺点就是成本高、需要大量电子设备、结构复杂、设备的保养和运输不方便；虽然嵌入式系统微型化、小型化，但其不仅能满足图像处理系统的要求，还具有便于携带、使用方便、功耗小等优点。
基于嵌入式系统的图像处理系统的实现，体现出了其稳定性好、易于开发维护、通用性强、成本低等特点，具有传统 pc 图像处理系统不具备的特点。
嵌入式系统的强大的兼容性，模块化设计，使其开发的时间短，易于维护；嵌入式系统图像处理系统的小巧性，使其配置拆装灵活，其实时性比桌面操作系统的图像处理系统好，具有非常好的应用前景。
1嵌入式硬件设备 嵌入式系统的硬件设备选择： SDRAM内存：时钟频率 100 MHz 以上、32 bit 的数据总线。
FLASH存储：已经安装 BIOS 的 125 M Nand Flash. LCD显示：带触摸功能的 3. 5 寸 LCD,分别率 240 × 320. 接口：USB Host、JTAG 接口和串口等。
S3C6410处理器支持 NAND FLASH 的启动方式，通过配置引脚的不同通电状态来确定 NAND FLASH 的启动方式。
Flash闪存可以为各种移动设备用作存储设备，在嵌入式系统中作为存储设备。
S3C6410处理器摄像头支持 ITU - BT 601 /656 8 位模式，支持 4 096 ×4 096 像素点。
开发上引出了摄像头接口，可直接使用配套的摄像头模块，采用10 × 20 插针接口方式。
摄像头接口有 CAMERA 信号、ⅡC信号，这两个信号用来配置 CMOS 摄像头相关参数；还有一个 GPIO 信号，主要应用于 CAMERA 的上电控制，协助系统实现电源管理。
基于ARM的嵌入式系统设计硕士学位论文
硕士学位论文基于ARM的嵌入式系统设计第一章摘要嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
嵌入式处理器内嵌实时操作系统(RTOS)，具有实时性、低成本、小型化、专用化和高可靠性，克服了传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的系统非实时性的缺点。
随着嵌入式系统软硬件技术的飞速发展，其应用领域必将更为广阔，嵌入式系统的研究将会有非常广泛的前景。
本课题的目的就是研究适用于学校教学的嵌入式系统平台，这对于提高对嵌入式系统的理解具有重要意义。
本课题以嵌入式系统设计原理和实际应用为核心，从理论上和技术方法上开展了一系列研究。
主要工作有: 1、全面系统地概述了嵌入式系统的发展过程和分类，及其在各个领域内的应用，以及嵌入式系统的发展方向;2、基于嵌入式系统设计原理的嵌入式开发平台的设计的总体方案，从硬件和软件两个方面讲述了嵌入式系统的设计思想和方法，及其可行性的论证;3、嵌入式系统硬件平台的设计与调试，着重叙述了硬件平台的整体设计方案，包括各个设计模块的选型与接口电路的设计;4、嵌入式系统所采用的操作系统的移植与调试，详细讲叙了µC/OS-II实时操作系统在基于LPC2136的嵌入式控制器硬件平台上的移植过程及注意事项;5、对µC/OS-II内核实时性能进行了深入的分析，通过实际测试得出了在特定条件下µC/OS-II的实时响应参数。
6、在后继的工作中，我们还要在实时嵌入式操作系统的基础上完成对操作系统的扩展以及对各个模块的驱动。
总之，本文完成了嵌入式系统的硬件平台构架、实时嵌入式操作系统的移植，为今后嵌入式系统的后继开发提供了一个嵌入式平台。
关键词:嵌入式系统ARM RTOS µC/OS-II第二章AbstractWith the development of IT network technology, embedded system shows a new direction of technology development. Embedded system has been applied in military, electronics, communication, industrial control and so on, with respect to its small size, high performance, low cost, high reliability and oriented object program.Embedded controller with RTOS gets over the traditional microcontroller and the disadvantage of the un-real time specialty base on pc, instead it is real-time, low cost ,miniaturized ,customized ,and high dependability. It also has a broad foreground , along with the fast development of hardware of embedded system .This intention of this topic is designing the embedded system, which is important for enhancing the understanding of embedded system. The research is highlighted in both design theory and applications of embedded system, which extended its developments. This paper is organized into six parts:1. This article essentially introduced the development of embedded system, its classification, applications in numerous areas, and its development orientation.2. The second chapter covers the general design of the embedded system, based on the elements of embedded system design. then it shows the devise ideology and methods in either hardware or software, and the demonstration of its accessibility.3. The third chapter gives out the hardware of the embedded system, including design, test and implementation of each module, as well as their interface circuitry.4. The forth chapter introduces the process and attentions of RTOS µC/OS-II, when explanted to the LPC2136 embedded controller hardware platform.5. It covers a in-dept analyzing in the real-time performance in μC/OS-II core, as well as the real time respond parameter in the very condition.6. In the future, we will expand the operation system based on RTOS, and derivations of each module.In a word, the article provides keen insight into the platform architecture of hardware and explants of the RTOS, in addition to affording an embedded platform for the subsequence developments.Key word: embedded system ARM RTOS µC/OS-II目录第一章绪论......................................................................... 错误!未定义书签。
基于ARM的嵌入式静态图像显示系统的研究与实现.
广东工业大学硕士学位论文基于ARM的嵌入式静态图像显示系统的研究与实现姓名:王战盟申请学位级别:硕士专业:系统工程指导教师:谷爱昱20070425第三章基于ARM 的嵌入式系统的构建(1CodeWarrior 简介CodeWarrior 是一套完整的集成开发工具,为管理和开发项目提供了简单多样化的图形用户界面。
CodeWarrior 是专为基于ARM RISC 的处理器而设计的,充分发挥了ARM RISC 的优势,它可加速并简化嵌入式开发过程中的每一个环节,使得开发人员只需通过一个集成软件开发环境就能研制出ARM 产品。
CodeWarrior 集成开发环境用户可以使用ADS 的CodeWarrior IDE 为ARM 和Thumb 处理器开发用C,C++,或ARM 汇编语言的程序代码。
用CodeWarrior 开发一般流程为建立工程,为工程建立或添加文件,编译连接工程,最后调试工程。
CodeWarrior 集成开发环境主窗口如图3—14所示。
图3—14CodeWarrior集成开发环境主界面Fig.3--14Main Interface of CodeWarrior(2用AXD进行代码调试AXD调试器为ARM的扩展调试器(即ARM eXtended Debugger,是ADS软件中独立于CodeWarrior IDE的图形软件,支持硬件仿真和软件仿真。
ARMulator是一个ARM指令集仿真器,集成在ARM的调试器AXD中,它能对ARM的指令集的仿真,为ARM和Thumb广东T业大学T学硕卜论文提供精确的模拟,是调试的时候最常用的一种调试工具,用户可以在硬件尚未做好的情况下,开发程序代码。
硬件仿真时要在AXD的仿真目标配置中选择ADP,才能进行硬件的仿真调试。
本文就是先对程序进行软件仿真调试,调试通过后再将程序下载到硬件系统中,结合硬件系统进行整体调试。
要用AXD进行代码调试,首先要把编译链接工程后生成的含有调试信息的.axf映像文件装载到目标内存中。
(arm+linux)基于ARM的嵌入式图像采集系统设计
3 2008211227收到,2009202206改回33 基金项目:河北科技大学博士科研启动基金资助项目(QD 200303)。
333罗发秀,女,1982年生,硕士研究生,研究方向:嵌入式系统。
文章编号:100325850(2009)0320042203基于AR M 的嵌入式图像采集系统设计The D esign of Em bedded I mage Acqu isiti ng System ba sed on AR M罗发秀 文环明 马晓红(河北科技大学信息学院 石家庄 050018)【摘 要】设计针对广泛应用于安全防控系统、视频监控系统、视频网络系统以及机器视觉等领域中的核心图像采集处理单元提出的。
目标是设计出一个基于32位嵌入式微处理器A RM (S 3C 2410)和嵌入式操作系统A RM 2L inux 的视频图像采集系统。
旨在用最少的硬件,完成高质量的图像采集功能。
介绍了视频图像采集处理系统的总体设计及其具体实现。
【关键词】嵌入式系统,图像采集,A RM ,S 3C 2410中图分类号:T P 31714文献标识码:AABSTRACT T h is design is w idely used fo r the p reventi on and contro l security system s ,video surveillance system s ,video netw o rk system s in areas such as m ach ine visi on ,as w ell as the central p rocessing unit i m age acquisiti on 。
T he ai m is to design a 322bit em bedded m icrop rocesso rs based on A RM (S 3C 2410)and A RM 2L inux em bedded operating system ,the video i m age acquisiti on system 。
基于嵌入式图像处理系统的软件设计与实现
资源管理优化：合理分配和管理系 统资源，避免资源浪费和冲突
测试环境搭建： 选择合适的硬件 和软件环境，确 保测试结果的准 确性和可靠性。
测试指标选择： 根据系统需求和 性能要求，选择 合适的测试指标， 如处理速度、图 像质量等。
测试方法：采用 多种测试方法， 如基准测试、压 力测试和性能剖 析等，全面评估 系统性能。
优化策略：根据 测试结果，分析 系统瓶颈，制定 针对性的优化策 略，如算法优化、 内存管理等。
PART SEVEN
医疗影像处理： 嵌入式图像处理 系统用于提高医 学影像的清晰度 和诊断准确率。
智能安防：在监 控摄像头中应用 嵌入式图像处理 系统，实现实时 目标检测和跟踪。
自动驾驶：嵌入 式图像处理系统 用于车辆导航、 障碍物识别和路 径规划等方面， 提高驾驶安全性。
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
定义：嵌入式图像处理系统是一种专用的计算机系统，用于对图像进 行采集、处理、分析和理解
特点：实时性、低功耗、小型化、高度集成化、易于编程和调试
医疗影像分析
智能交通监控
特征提取：从图像中提取出有用的特征信息，如边缘、角点、纹理等
目标识别：利用提取的特征信息进行分类和识别，实现目标跟踪和识别功能
常用算法：SIFT、SURF、ORB等特征提取算法，以及支持向量机、神经网络等分类和 识别算法
实现方式：在嵌入式系统中，通常采用C/C++语言实现算法，并优化代码以降低计算复 杂度和提高运行效率
工业自动化检测
安全监控与识别
硬件加速：利用专用硬件加速器进行图像处理，提高处理速度和效率。
基于ARM 的嵌入式数字图像处理系统
基金颁发部门：武器装备预研基金项目 项目名称：激光成像探测技术研究 编号： 51405020305BQ0110 基金申请人:刘明杰
在本应用中采用的是 ViVi 作为引导程序来引导操作系统。 本系统选择的是 ARM-Linux 作为操作系统，针对本系统的具体应用，需要配置操作系
统内核支持 Video For Linux 和 USB OV511 Camera，同时去掉一些不需要的模块以减小操 作系统内核的体积。操作系统内核是通过引导程序 ViVi 来下载到 Flash 存储器上的，而引 导程序 ViVi 则是通过 Jtag 下载到 Flash 存储器中的。
// 触发 buffer1 开始采集 // 同步 buffer0 中的数据
// 处理得到的 buffer0 中数据
// 触发 buffer0 开始采集 // 同步 buffer1 中的数据
// 处理得到的 buffer1 中数据
图像处理是一门复杂的技术，它涉及到图像预处理、图像分析、图像理解等多个方面。 它和其它多个学科有着密切的联系，尤其是近年来模式识别理论和技术、人工智能理论、分 形理论以及小波分析技术等相关理论和技术的发展，为图像处理技术的研究提供了坚实的理 论基础和新的分析手段。针对于不同应用背景采用的处理流程和算法各不相同，但是都必须 首先获得图像的数据，然后在根据需要选择处理流程和相关算法。在这里本文并不详细介绍 图像处理的流程和算法，只给出在本系统平台上实现的图像处理算法的效果图。图 3 是通过 摄像头采集到的彩色图像，图 4 是经过灰度转化、二值化、边缘检测、细化和连通域检测后 的效果图。
息,2008(1):150-152. [3] 唐林波.地物复杂背景下的目标实时检测与识别[D]. 北京：北京理工大学信息学院，2005. [4] 杜春雷. ARM 体系结构与编程[M]. 北京：清华大学出版社. 2003.
数字图像处理系统毕业设计论文 精品
毕业设计说明书基于ARM的嵌入式数字图像处理系统设计学生姓名：张占龙学号： 0905034314学院：信息与通信工程学院专业：测控技术与仪器指导教师：张志杰2013年 6月摘要简述了数字图像处理的应用以及一些基本原理。
使用S3C2440处理器芯片，linux内核来构建一个简易的嵌入式图像处理系统。
该系统使用u-boot作为启动引导程序来引导linux内核以及加载跟文件系统，其中linux内核与跟文件系统均采用菜单配置方式来进行相应配置。
应用界面使用QT制作，系统主要实现了一些简单的图像处理功能，比如灰度话、增强、边缘检测等。
整个程序是基于C++编写的，因此有些图像变换的算法可能并不是最优化的，但基本可以满足要求。
在此基础上还会对系统进行不断地完善。
关键词：linnux 嵌入式图像处理边缘检测AbstractThis paper expounds the application of digital image processing and some basic principles. The use of S3C2440 processor chip, the Linux kernel to construct a simple embedded image processing system. The system uses u-boot as the bootloader to boot the Linux kernel and loaded with file system, Linux kernel and file system are used to menu configuration to make corresponding configuration. The application interface is made using QT, system is mainly to achieve some simple image processing functions, such as gray, enhancement, edge detection. The whole procedure is prepared based on the C++, so some image transform algorithm may not be optimal, but it can meet the basic requirements. On this basis, but also on the system constantly improve.Keywords:linux embedded system image processing edge detection目录第一章绪论 (1)1.1 数字图像处理概述 (1)1.2 数字图像处理现状分析 (5)1.3 本文章节简介 (8)第二章图像处理理论 (8)2.1 图像信息的基本知识 (8)2.1.1 视觉研究与图像处理的关系 (8)2.1.2 图像数字化 (10)2.1.3 图像的噪声分析 (10)2.1.4 图像质量评价 (11)2.1.5 彩色图像基本知识 (11)2.2 图像变换 (13)2.2.1 离散傅里叶变换 (13)2.2.2 离散沃尔什-哈达玛变换（DWT-DHT） (20)2.2.3 离散余弦变换（DCT） (21)2.2.4 离散图像变换的一般表达式 (23)2.3 图像压缩编码 (24)2.3.1 图像编码的基本概念 (24)2.4 图像增强和复原 (24)2.4.1 灰度变换 (24)2.4.2 图像的同态增晰 (26)2.4.3 图像的锐化 (27)2.5 图像分割 (27)2.5.1 简单边缘检测算子 (27)2.6 图像描述和图像识别 (28)第三章需求分析 (28)3.1 系统需求分析 (28)3.2 可行性分析 (28)3.3 系统功能分析 (29)第四章概要设计 (29)4.1 图像采集 (30)4.2 图像存储 (31)4.3 图像处理（image processing） (31)4.4 图像显示 (32)4.5 网络通讯 (32)第五章详细设计 (32)5.1 Linux嵌入式系统的构建 (33)5.1.1 启动引导程序的移植 (33)5.1.2 Linux内核移植 (33)5.1.3 根文件系统的移植 (34)5.2 图像处理功能的实现 (34)5.2.1 彩色图像的灰度化 (34)5.2.2 灰度图的直方图均衡化增强 (35)5.2.3 图像二值化 (35)5.2.4 边缘检测 (36)第六章调试与维护 (36)附录 A (37)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论1.1 数字图像处理概述数字图像处理(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
ARM嵌入式系统论文
ARM嵌入式系统论文指导老师:张力一.ARM简介如果说,“嵌入式”是2008年电子工程师谈论得最多的词之一,2009年谈论得最多的一个词就是“ARM”。
究竟什么是ARM呢,他是英国一家电子公司的名字,全名的意思是Advanced RISC Machine。
该公司成立于1990年11月,是苹果电脑,Acorn电脑集团和VLSI Technology的合资企业。
Acorn曾推出世界上首个商用单芯片RISC处理器,而苹果电脑当时希望将RISC技术应用于自身系统,ARM微处理器新标准因此应运而生。
80年代末90年代初半导体行业产业链刚刚出现分工,台积电,联电等半导体代工厂正悄悄崛起,美国硅谷中的一些fabless公司也如雨后春笋一样涌现出来,所谓的fabless公司自己设计芯片,但是生产过程则包给台积电等代工厂生产。
而ARM更是为天下先,19年前首创了chipless的生产模式,即该公司既不生产芯片,也不设计芯片,而是设计出高效的IP内核,授权给半导体公司使用,半导体公司在ARM 技术的基础上添加自己的设计并推出芯片产品,最后由OEM客户采用这些芯片来构建基于ARM技术的系统产品。
这种方式有点象通信行业的高通和半导体行业的RAMBUS,他们站在了半导体产业链上游的上游。
19年前成立的ARM可能面临着很大风险,因为没有人知道这条路能不能行得通,但是现在的事实已经证明,ARM走了一条没人走过,却是正确的道路。
,作为附加产品,他还让中国的行业人士从这个窗口认识到了英国的电子公司,ARM的成功带动了英国的chipless公司的发展。
因为ARM的产品是IP Core,没有任何物理意义上的硬件或者软件实体,所以只能在中国注册成为“咨询”公司,尽管咨询只是其业务中很小的一块。
ARM的核心业务是销售芯片核心技术IP,目前全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术,20家最大的半导体厂商中有19家是ARM的用户,包括德州仪器,意法半导体,Philips, Intel等。
基于ARM的嵌入式数字图像处理系统 (摄像头驱动)
论以及小波分析技术等相关理论和技术的发展，为图像处理技
术的研究提供了坚实的理论基础和新的分析手段。针对于不同
应用背景采用的处理流程和算法各不相同，但是都必须首先获
技 得图像的数据，然后在根据需要选择处理流程和相关算法。在
这里本文并不详细介绍图像处理的流程和算法，只给出在本系
术 统平台上实现的图像处理算法的效果图。图 3 是通过摄像头采
在 ARM-Linux 中，摄像头设备映射为/dev/v4l/video0，所以 只需对这个设备按照 V4L 标准规定的流程进行操作就可以了。 以下是关键步骤的程序代码。
第一步：打开采集设备 Fd_video = open("/dev/v4l/video0", O_RDWR); 第二步：查询设备属性 rc = ioctl (Fd_video, VIDIOCGCAP, &VC); 通过设备驱动程 序提供的 ioctl 接口来查询设备的相关属性，具体属性用 struct video_capture 类型的结构体变量 VC 来存储。video_capture 是 Linux 下对视频设备描述的结构体变量类型之一。 第三步：查询、设置将要采集的图像的格式，包括大小、颜 色位数、图像数据表示格式等信息。在 Linux 中，这些信息保存 在一个 struct video_picture 类型的变量中。在本设计中用全局 变量 vp 来保存查询的信息。 ret = ioctl (Fd_video, VIDIOCGPICT, &vp); // 图像相关信 息保存在 vp 变量中 可以通过以 VIDIOCSPICT 为参数的 ioctl 调用来设置图像 的 类 型 ， 如 在 本 系 统 中 支 持 如 下 几 种 类 型 的 图 像 ：24 位 RGB888 格式的彩色图像、16 位 RGB565 格式的彩色图像、256 级灰度的灰度图像。设置方法是先对 vp 的成员变量 vp.palette 进行赋值，如 VIDEO_PALETTE_RGB24、VIDEO_PALETTE_RGB565 或 者 VIDEO_PALETTE_GREY 等之 一 ， 然 后 调 用 ioctl (video, VIDIOCSPICT, &vp) 来设置。同样也可以设置分辨率等其它参 数，方法与设置数据格式大同小异，不再赘述。 第四步：建立内存映射，把视频设备的数据缓冲区地址映 射到用户进程地址空间，这样做比直接调用 read( )函数读取数 据的速度要快的多。在本设计中定义了一个 unsigned char * 型 的指针变量 memoryMap 来保存数据缓冲区的映射地址。 memoryMap = (unsigned char *) mmap (0, memoryBuffer.size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, Fd_video, 0); // 建立数据缓冲区的映射 第五步：读取数据。到这一步就可以采集图像数据了，可以 在采集到一幅图像的数据后触发下一个幅图像开始采集的信 号，然后在这段时间里进行图像处理的运算，这样可以最大限 度的利用图像采集设备，从而提高系统的效率。摄像头的驱动 提供了这种双缓冲机制，通过向摄像头发送 VIDIOCMCAP－ TURE 控制命令，就会触发采集图像数据到指定的缓冲区中，这 一步是不会阻塞当前进程的，程序会执行下一条指令而不是等 到数据采集完毕。通过向摄像头发送 VIDIOCSYNC 控制命令， 当前进程 就 会 阻 塞 直 到 指 定 的 缓 冲 区 数 据 填 满 。处 理 的 流 程 如下所示： VIDIOCMCAPTURE buffer 0 // 触发 buffer0 开始采集 While (1)
基于ARM嵌入式平台的图像处理系统——序列图像行人跟踪系统的.
武汉理工大学硕士学位论文基于ARM嵌入式平台的图像处理系统——序列图像行人跟踪系统的设计与实现姓名：武秀文申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李波20060401武汉理Ｊｊ大学硕士学位论文摘要在计算机信息处理及应用中，图像信息处理以及处理结果的应用占有十分重要的地位。
当今数字图像处理成为科学研究的热点，产生了许多优秀、成熟的算法。
但是在面向应用的图像处理系统却不尽如人意，不能很好的满足图像应用的要求。
论文分析讨论了传统的基于桌面ＰＣ机的图像处理系统实现方法。
基于桌面ＰＣ机图像处理系统算法用软件实现，体积庞大，不具有便携性：桌面操作系统不具有实时特性。
传统的图像处理实现方法越来越不能满足图像应用实时性和小型化的要求。
论文探索了一种基于ＡＲＭ嵌入式平台的图像处理解决方案。
嵌入式平台集成度高，支持实时多任务操作系统，符合实时性和小型化的要求，可以面对日益复杂的图像应用。
基于嵌入式平台的图像处理系统是未来图像处理系统的发展趋势。
研究如何将嵌入式平台和图像处理结合起来，对于快速开发图像应用具有重要的指导意义。
论文按照提出的基于ＡＲＭ嵌入式平台的图像处理解决方案给出了一个可移动的图像处理设备的设计和实现，来对序列图像（视频）中行人进行检测和跟踪。
这样的设备经扩展后可以应用到交通流量统计和汽车主动安全等应用中。
论文结合实例进行了功能分析和总体设计，分析了将嵌入式平台作为图像处理解决方案的关键性问题，包括采用ＡＲＭ嵌入式平台的必要性，系统框架的设计，开发流程和开发原则的设计，对于嵌入式处理器和操作系统的选择。
对基于嵌入式平台的图像处理系统设计具有普遍意义。
论文在总体设计的基础上完成了实例的设计和实现，包括硬件平台的设计，完成了操作系统内核的定制，ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ、驱动程序的开发。
最后分析了图像处理的过程。
利用自适应背景减除方法实现了运动的检测，提取了行人等的特征。
利用Ｋａｌｍａｎ滤波的方法实现了行人的跟踪。
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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学生姓名：王涛指导老师：蔡烁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:文件头，信息头，调色板数据和图像数据。
文件头长度为14个字节。
分别为:bffype:指定文件结构，必须是Ox424D,即字符串“BM "; bfSize:指定文件大小，包括这14个字节;bfReservedl,bfReserved2:分别为2个字节，为保留字，不用考虑:bfOffBits:从文件头到实际的图像数据的偏移字节数。
信息头长度为40个字节，分别为:biSize:指定这个结构的长度，为40，单位字节:biWidth, biHeight:指定图像的宽度和高度，单位为像素;biPlanes:必须为1; biBitCount:指定表示颜色时要用到的位数;biCompression:指定是否压缩:biSizelmage:指定实际图像数据占用的字节数，注意，计算时图像宽度取大于等于biWidth的最小的4的整数倍数;biXPelsPerMeter, biYPelsPerMeter:指定目标设备的水平和垂直分辨率;biClrUsed:指定本图像实际用到的颜色数，如果该值为零，则用到的颜色数为2的biBitCount次方:biCIrImportant:指定本图像中重要的颜色数，如果该值为零，则所有的颜色都是重要的。
第三部分为调色板，当然，这是对那些需要调色板的文件而言的。
在这里，所采集的图像数据是真彩色[6]〔24位)的，故不需要调色板。
调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元素。
数组中每个元素占用4个字节，依次是一字节的蓝色分量，一字节的绿色分量，一字节的红色分量，以及一字节的保留值。
第四部分就是实际的图像数据了。
对于用到调色板的文件，图像数据是该像素值在调色板中的索引值。
这里需要注意的是:每一行的字节数必须是4的整倍数，如果不是，则需要补齐，这在biSizelmage中有介绍。
一般来说，BMP文件的数据是从下到上，从左到右。
也就是说，从文件中最先读到的是图像最下面一行的左边第一个像素，然后是左边第二个像素一接下来是倒数第二行左边第一个像素⋯，以此类推，最后得到的是最上面一行的最右一个像素，这与采集出的图像数据顺序是不同的。
每像素的顺序为BGR[6].2.3 图像显示原理本课程设计设计采用的是一个240X320分辨率的16位液晶屏幕，可以通过操作S3C2410内部的相关寄存器来直接控制显示，由于采用了ARM—Linux作为操作系统，可以直接操作“nux下的Framebuffer设备来完成图像的显示，帧缓冲(Framebuffer)是Linux为显示设备提供的一个接口，把显存抽象后的一种设备，他允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。
这种操作是抽象的、统一的。
用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。
这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。
在应用程序中首先要打开Framebuffer设备，在Linux系统中Framebuffer设备一般映射为/dev/fb，可以有多个设备。
然后调用ioctl提供的借口获取设备信息，主要是获得当Framebuffer设备的分辨率、色深、每一行数据占的字节数。
关键的一步是将屏幕缓冲区映射到用户空间，Framebuffer设备可以看成是显存的映像，但是Linux 所有的设备驱动均在内核态工作，所以无法在当前进程空间中直接访问，通过映射机制可以直接把显存的起始地址映射到当前进程的地址空间，从而可以快速方便的实现显存，建立映射的方法如下：Pfd=mmap（0，FBDraw_finfo，smem_len，PROT_READ|PROT_WRFTE，MAP_SHARED,df,0）；//以read、write和share方式映射屏幕上左边为（x,y）的点在显存中的位置是：Pfd+x*（fb_vinfo.bits_pixel）>>3）+y*fb_finfo.line_length,对这个位置赋相应的颜色值就可以再屏幕上显示出来。
需要注意的是当色深（fb_vinfo.bits_per_pixel）不同时，颜色值的格式也不一样。
把经过图像处理后的图像数据或者采集到的原始图像数据转化成Framebuffer 设备的颜色数据格式（RGB565、RGB888等）后，将数据复制到从地址pfb开始的内存中，就可以事先图像的显示。
3 开发环境简介及搭建3.1 硬件平台数字图像处理系统是执行处理图像、分析理解图像信息任务的计算机系统.尽管图像处理技术应用广泛，图像处理系统种类很多，但他们的基本组成是相近的口它们主要含有:图像输入设备、执行处理分析与控制的计算机图像处理机、输出设备、存储系统中的图像数据库、图像处理程序库与模型库。
其中,负责执行图像处理与分析的图像处理机是整个系统的核心部分，它关系着图像的处理效果，及系统的整体性能。
本系统选用的是韩国三星电子公司推出的一款基于ARM920T内核的S3C2410嵌入式微处理器。
S3C2410把外部复位信号作为一个中断处理，在系统复位时，程序指针(PC)被设置为0，程序跳转到0x00000000开始运行。
此空间对应BankO，系统的2MB的NORFIash和处理器的Bank0相连接。
在NORFlash中存储的是BootLoader，它负责配置处理器的结构、工作模式以及自动检测系统的各个硬件是否工作正常。
系统经过初始化和自检后，BootLoader负责把16MBNANDFlash的zlmage(即软件系统的镜像文件)复制到0xc0008000地址(此地址是系统64MB SDRAM的首地址)。
然后，引导程序把PC指向0xc0008000地址，系统开始运行。
3.2 系统软件平台构建结合S3C2410处理器的特点．基于该芯片构建嵌入式图像处理系统，设计者必须考虑其通用性、响应速度及对于硬件的可操控性。
正是基于这样的考虑，分三层构建嵌入式图像处理系统的软件体系：ARM Linux的建立；图形用户界面(MiniGui)的移植；图像处理软件的设计编码。
其中ARM Linux的建立是构建嵌入式Linux系统的通用步骤．3.3 LCD显示模块从S3C24 10的LCD控制器出来的信号线包括24根数据线和若干根控制线。