嵌入式影象處理系統的軟體設計論文
嵌入式影象處理系統的軟體設計論文
摘要：隨著我國智慧化、資訊化的不斷髮展，嵌入式系統在多媒體通訊、交通控制以及個人資料處理中得到了廣泛的應用，計算機視覺技術的應用範圍也逐漸增強。嵌入式影象處理系統嵌入式系統和計算機視覺技術的有效融合，可用於網路攝像機、影片監控等領域，採用的是網路化嵌入式硬體系統對影象進行處理，具有重大的運用價值。
關鍵詞：嵌入式；影象處理系統；軟體設計
中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1674-6708（2016）156-0080-02
DOI:10.16607/j.cnki.1674-6708.2016.03.049
在很多領域中，由於科學技術的不斷髮展，不可避免的需要使用大量的資料，面對這些演算法複雜的資料，傳統的影象處理系統已經不能滿足要求。嵌入式影象處理系統在通訊、醫藥等方面都發揮著非常重要的作用，正是因為各個領域獲得的影象資料越來越多，如何對影象資料快速準確的進行處理顯得格外重要。所以需要設計出更最佳化的影象處理。
1嵌入式系統概述
1.1嵌入式系統的概念
嵌入式系統是建立在計算機技術基礎上的應用型專用計算機系統，其軟體和硬體都可以剪裁，系統對成本、功耗、功能都提出了更高的要求，具有可靠性強、體積小等優點，可以實現對其他裝置的監視、控制和管理。隨著嵌入式系統的不斷髮展，嵌入式系統已經滲透到人們的生活中，無論是在工業、服務業還是消費電子等領域都得到了廣泛的應用。
1.2嵌入式系統的特點
與普通的計算機系統相比，嵌入式系統的專用性更強，一般是面向特定運用的，嵌入式處理器一般應用在使用者設計的特定系統中，整合性高、體積小、功耗低，不僅具有方便攜帶的優點，作業系統更是實時操作的，可以滿足實時性較強的場合要求。將嵌入式系統運用到應用程式中，在晶片上直接執行而不需要作業系統，未來可以充分利用更多的系統資源，使用者需要選擇RTOS開發平臺，保障軟體的.質量。嵌入式系統主要包括硬體系統和軟體系統，其中硬體系統是基礎，軟體系統是靈魂，複雜程度非常高。
2系統軟體設計
基於RF5軟體系統總體設計：嵌入式影象處理系統和傳統處理系統一樣，主要包括硬體和軟體兩個方面，硬體包括系統的硬體平臺，軟體包括嵌入式作業系統和影象處理演算法兩個方面。其中硬體平臺又包括影象儲存模組、通訊模組和顯示模組等，主要是為系統的軟體系統提供支援。在影象處理過程中，硬體系統可以為其提供計算、顯示、儲存等條件[1]。RF5是以DSP和XDAIS為基礎的程式碼參考框架，在DSP軟體的設計和開發中具有重要的作用，參考框架在整個程式中具有非常重要的作用，是整個運用應用程式的藍本。RF5的資料處理元素包括通道、單元、任務和XDAIS演算法，這4個元素之間具有緊密的聯絡，獨立又聯絡。嵌入式作業系統是整個系統的核心繫統，提供了包括圖形處理任務管理在內的各項管理，經過硬體的初始化、影象資訊儲存、影象資訊顯示等過程實現影象處理和儲存。
3軟體模組化程式實現
3.1初始化模組
軟體系統的初始化模組主要包括處理器、RF5模組化初始化、影象處理演算法、影片捕獲、影片顯示通道等。處理器和系統板初始化是指裝置重啟之後，透過軟體配置的方式對外圍裝置進行配置和選擇。系統在進行工作的時候，初始化模組是其執行的第一個任務，執行完初始化模組之後，程式的控制權將會轉變到排程程式中，由排程程式來排程接下來的任務。
3.2影片捕獲和顯示模組
3.2.1影片捕獲的實現
影片捕獲主要負責將外部的影片解碼器解碼生成的數字影片訊號採集收集起來，並且這個採集的過程非常方便，可以實現實時採集，最終形成的圖形處理也是可以實時處理的，可以隨時隨地對大資料的影象進行處理，這也是其最大的優點和特點。採集到的數字影片訊號進入到系統外擴的儲存器中，從而實現影片的捕獲。影片採集可以自動採集，當單元進入自動採集狀態，完成了影象的採集之後，影片埠都會向系統自動發出中斷請求，中斷服務程式便開始發揮自身的功能，對影象的儲存區進行連續更新，影象儲存區一旦更新之後，影象採集系統就會採集下一個影象資料，最終進入一個迴圈。當影片埠的FIFO裝滿了採集的資料之後，會發生中斷資訊，進入EDMAISR中斷服務程式將影片資料送入到SDRAM中[2]。
3.2.2影片顯示的實現
影片顯示的實現是透過影片影象顯示模組來實現的，影片影象處理模組處理後的影象經過顯示模組處理，處理之後將影象編碼成數字影片流，標準數字影片流經過系統編碼轉化為虛擬影片訊號，經過解碼器之後影片流就變成了標準的模擬影片訊號，分別經過EDMA控制器和EDMAISR之後最終進入到影片埠的緩衝區中，經過緩衝器之後，訊號會使EDMA中斷，送入新的影象訊號，並在顯示器上顯示出來，影片顯示的流程。輸出作用在外部編輯器中。
3.3影象處理模組
影象處理模組比較靈活，是指在嵌入式的環境下實現對影象的處理。在影象處理系統中，又包括系統功能模組和影象增強模組。系統功能中包含影象增強功能，除了影象功能之外，還包括影象的幾何變換、形態運輸和影象分析。在影象增強模組中又包括影象的預處理和邊緣檢測、直方圖修正、中值濾波、灰度變換調整，而影象預處理又包括影象平滑和影象銳化。影象平滑就是消除噪聲對影象造成的影響，影象平滑的處理是透過高斯低通濾波法來實現，這樣做雖然可以消除影象受到噪聲的影響，但同時也存在著一定的弊端，影象經過處理之後會變得模糊。影象銳化的目的就是讓模糊的影象重新變得清晰。影象模糊是由於影象受到平均或積分運算而造成的，影象銳化就是對其進行逆運算，重新使影象變得清晰[3]。
4結論
嵌入式影象處理系統的軟體系統主要包括初始化模組、影片捕獲模組、影片顯示模組和影象處理模組，在確定了整個軟體系統的程式流程之後，就可以分別設計紛紛模組的程式，最終完成整個軟體系統的設計。
參考文獻
[1]吳錫強.探析嵌入式影象處理系統的設計與實現[J].計算機光碟與軟體，2015，12（3）：307-309.
[2]蔣立豐.嵌入式影象處理系統的設計與研究[D].東華大學，2013，22（21）：11-13.
[3]宋琦，牟曉光.嵌入式影象處理系統設計[J].資訊科技與資訊化，2015，22（31)：116-117