数字图像处理系统毕业设计论文

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：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：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核以及加载跟文件系统，其中linux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

Abstract

This 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 (7)

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 (9)

2.1.3 图像的噪声分析 (10)

2.1.4 图像质量评价 (10)

2.1.5 彩色图像基本知识 (11)

2.2 图像变换 (12)

2.2.1 离散傅里叶变换 (12)

2.2.2 离散沃尔什-哈达玛变换（DWT-DHT） (19)

2.2.3 离散余弦变换（DCT） (20)

2.2.4 离散图像变换的一般表达式 (21)

2.3 图像压缩编码 (23)

2.3.1 图像编码的基本概念 (23)

2.4 图像增强和复原 (23)

2.4.1 灰度变换 (23)

2.4.2 图像的同态增晰 (24)

2.4.3 图像的锐化 (25)

2.5 图像分割 (25)

2.5.1 简单边缘检测算子 (26)

2.6 图像描述和图像识别 (26)

第三章需求分析 (26)

3.1 系统需求分析 (27)

3.2 可行性分析 (27)

3.3 系统功能分析 (27)

第四章概要设计 (27)

4.1 图像采集 (28)

4.2 图像存储 (29)

4.3 图像处理（image processing） (29)

4.4 图像显示 (30)

4.5 网络通讯 (30)

第五章详细设计 (30)

5.1 Linux嵌入式系统的构建 (30)

5.1.1 启动引导程序的移植 (31)

5.1.2 Linux核移植 (31)

5.1.3 根文件系统的移植 (31)

5.2 图像处理功能的实现 (32)

5.2.1 彩色图像的灰度化 (32)

5.2.2 灰度图的直方图均衡化增强 (32)

5.2.3 图像二值化 (33)

5.2.4 边缘检测 (34)

第六章调试与维护 (34)

附录A (34)

参考文献 (41)

致 (41)

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。数字图像处理的主要研究容包括以下几个方面：图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像分类（识别）。图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动围的不断扩大，图像处理的应用领域也随之不断扩大，在航天和航空技术、生物医学工程、通信工程、工业和工程、军事与安全、文化艺术等方面获得越来越广泛的应用。

数字图像处理的发展始于20世纪60年代初期，首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千月球照片使用图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功绘制出月球表面地图，获得了巨大成功。这位人类登月创举奠定了坚实的基础，在以后的航空技术中，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理都发挥了巨大的作用。

数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上的应用。1972年英国EMI 公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，简称CT（Computer Tomograph）。CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经