基于嵌入式的图像处理技术研究

湖北工业大学 王 彦

基于嵌入式的图像处理技术研究

湖北工业大学 王 彦

近几年来，计算机、通信、消费电子的一体化趋势日益明显，嵌入式技术已成为一个研究热点。嵌入式系统是集软件、硬件于一 定体的高可靠性系统，嵌入式系统麻雀虽小，五脏俱全，软件除操作系统外，还需有完成嵌入式系统功能的应用软 进件，硬件除了CPU外，还需有外围电路支持，目前，微处 换理器、微控制器、DSP已成为嵌入式系统硬件的构成基 间础。 可

图像；处理；研究 可

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。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。

嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能。

随着数字技术的不断发展和应用，现实生活中的许多信息都可以用数字形式的数据进行处理和存储，数字图像就是这种以数字形式进行存储和处理的图像。利用计算机可以对它进行常规图像处理技术所不能实现的加工处理，还可以将它在网上传输，可以多次拷贝而不失真。

（1)获得图像的方法。要获得一个数字图像必须将图像中的像素转换成数字信息，以便在计算机上进行处理和加工。将模拟图像转换成数字图像的工作，通常可由扫描仪来完成。

（2)规划数字化的方法。一个应用范围广泛的软件可以支持数字化的图像处理，如产生数字图形，修改数字图片，进行一些诸如页面设计之类的技术加工，并将一些图素组合在一个图像中。

（3)目标图像采集与处理模块。该模块主要由DSP处理器TMS320C6416和FPGA来实现，DSP和FPGA之间采用主/从方式。其中，DSP主要完成对目标图像的处理及控制FPGA采样信号的启动。

由摄像头拍摄到的图像首先进行信号调理，即对图像进行嵌位、移相、放大以及同步信号分离。然后，由DSP启动对图像信号的采样，即控制FP2GA进行图像的采样，同时通过中断查询方式(FT2N T)，监控FPGA发出的采样完成信号。

在完成对目标图像的数据处理后，DSP将处理后目标图像和存储在ROM中的参考图像构成的联合输入图像实时输出到液晶电视上的约区域内，以便进行光信息处理。

（1)图像变换。由于图像阵列很大，直接在空间域中行处理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变的方法,如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理,不仅减少计算量，而且可获得更有效的处理(如傅立叶变换在频域中进行数字滤波处理)。

（2)图像编码压缩。图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量(即比特数)，以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。

（3)图像增强和复原。图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。

（4)图像分割。图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。

（5)图像描述。图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。

（6)图像分类(识别)。图像分类(识别)属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理(增强、复原、压缩)后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。

嵌入式图像处理技术是图像处理技术与嵌入式系统应用技术的结合，在多种国防军事科技领域都有着极其广泛的应用前景和重大的应用价值。本文针对嵌入式图像处理应用的软件技术作了全面深入的分析和探讨，针对其中的几个的重要问题作了具体研究，对于今后嵌入式图像处理技术的研究与应用有着重要的现实意义和价值。

[1]蒋新苗，刘献礼.基于图像技术的钢球表面缺陷检测研究.哈尔滨理工大学学报，黑龙江哈尔滨，Vol_ll No.2,2006.

[2]周新建，涂宏斌.一种用于轴承缺陷图像的改进FCM聚类检测算法，铸造技术.江西南昌，VoI.27No.12,Dec.2006.

[3]张强.图像匹配算法研究(D).西安电子科技大学,2006.

2011-07-16）