| 标题 | 浅析实时图像处理算法验证平台的软件设计 |
| 范文 | 刘静 摘要： 由于互联网以及信息库、多媒体科技的进步日益强大，因此，非常多的领域都开始使用数字信号处理技术。这篇文章创建了一套图像处理算法的硬件验证基础，接下来就研究系统平台结构的软件组成，研发出数据的输入以及数据的输出值，优化系统的结构。探索了红外成像还有红外成像仪器，研制了红外成像通讯控制软件，对红外图像开展一系列的初步处理，可以在仪器上开展传输处理的信息图像目标。 關键词：实时图像处理；红外图像；红外成像仪 中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0168-03 1绪论 由于互联网以及信息库、多媒体科技的进步日益强大，因此，很多的人们把精力都投入到图像处理的研究上，技术发展水平也取得了卓越的进步，非常多的领域都开始使用数字信号处理技术。即使DSP以及FPGA在目前嵌入式系统里都发挥着非常重要的作用，但是这两者之间都具有独自的特色，然而互相不能取代对方。在简易的控制以及人机接口领域，在大量的数据分析领域，DSP有非常显著的特点。所以，DSP、FPGA的同步发展一定会成为今后嵌入式系统进步的方向。 2图像处理算法验证平台的研究计划 2.1高速实时图像处理系统的进步历程 检测装置的速度检测方式分别有两种：前者是将图像处理的时刻作为根本，也就是从给出触发脉冲计时到输出图像测评结束得到的实验结果，这一段过程所花费的时间的多少完全是由图像的尺寸以及完成的效果所决定的。其次，就是检测收集两帧图像之间的时间差异，然而不将处理结束以后输出图像的时间差考虑在内。这两种测评方式的表示如图1所示。 2.2图像处理算法验证基础的特性需求 1）检测性能的框架需求 这项研究是由工控机以及显屏仪器、成像仪器所组成的，而且在工控机的PCI接口，串接有DSP接口以及FPGA模块、外部连接模块。它最根本的任务流程为：成像仪器输出的图像信息通过外部连接端口，然后进到由DSP模块以及FPGA模块所组成的核心处理机构开展处理，核心系统处理的成果能够在工控机的显示屏幕上显示出来。 平台框架结构图如图3所示。 2）平台的信息传输速度和信息量需求 平台的需求则是给图像处理的所有的算法构建一个硬件编程以及检测设备。对图像数据的需求则是让初始图像的范围是128x128，而且帧频为100Hz、16位数据，因此测评图像处理的信息输入速率大致为27MBits；所以现在红外成像仪器的分辨率能够为320x256，因此最大输入速率为132Mbi。 2.3图像处理算法验证平台框图 平台结构研究的情况下，特别装置了模块之间信息数据传输线路，该线路能够拥有很大程度的信息传输速度。因此，DSP模块、PCI串口、FPGA模块板依旧能够经过PCL总线以及工控机接线，然而PCI总线却不适用于模块之间的信息传递，它仅仅只是当成为模块以及工控机之间信息传递的通过，可适用于软件调试这些性能。平台框架结构图如图 3所示。 3红外成像仪和控制软件的研究 3.1红外成像技术 红外技术则就是一项特意钻研红外辐射的发生、扩散、转变、检测和它使用的技术学科。伴随着红外焦平面阵列探测设备、高速数字信号处理器、图像处理算法这些科技的最大程度增加，给红外技术的进步创造了很有效果的技术保障。 3.2 红外成像仪 如今，发展最好的红外热成像仪的温度灵敏度已经达到了0.05℃。能够用来当作边防缉私，它的范围能够扩展到数公里之外。经过热像仪不单单能够实时的观测点进行检测，而且能够经过它行踪路径的“热痕迹”开展动态剖析，原因是普通物品的热发散有相当一段时间间隔，有的物品的热发散需要很长的时间。 3.3红外热图像 通过红外热像仪器收集到的图像被称作是红外热图，这篇文章所指的红外图像就是指红外热图，红外图像的成像原理如图4所示。 3.4红外热图像实时初步处理 红外成像仪所生成的红外图像因为它所特有的性质，对比度比较明显，周围产生部分的晕，对后面的图像处理没有任何的好处，由于这个因素，要对图像开展初步处理，现在红外成像系统最重要的特性根本没有应用到实际之中。 1）红外图像增强 空域法以及频域法是图像增强的最重要的两种方式，空域法最重要的就是对图像里的所有的像素点首先进行处理；但是频域法则是在图像的一部分变换领域中对所有的图像进行处理，而且改变之后的数据，接下来在进行反变换，就能股得到处理之后的成果。 2）红外图像锐化 图像在传播以及转变的时候，一般要求的品质都不太高，除了噪声因素之外，图像通常都变得模糊不清楚。其最重要的因素就是由于图像的传输或者转换系统的传递函数对高频因素的退化效果，产生图像的部分信息不清楚，红外图像因为自身特色这项缺点变得更加显著。图像锐化的目的则是为了修补图像的清晰度，让图像周围变得稍微清楚，有利于边缘提取特征。 4图像处理算法验证平台的软件处理 4.1系统软件技术框架 硬件平台以及软件平台是整个验证平台的所有结构，硬件平台的系统软件是 Sundance自身携带的配套软件，但是软件显示平台却是经过VC的MFC编译完成的。硬件平台的软件架构Simdance的商品优点则是：1）单模块特点：TIM串口、布局严谨、性能统一、品质保障、设备方便；2）结构优点：多样性、可延展性高、高速率性能样机研发、一个设备多种使用。 Simdanc产品的相关软件如表5所示。 4.2软件设计计划 本篇文章创新的平台最主要的一项就是对于分析后的图像以及信息开展显示的软件构思，软件的设计使用软件工程的理念。范围可以延伸到程序设计语言以及信息系统、软件研发工具、系统平台以及要求、创作方案这些条件。下图就是本验证平台的软件详细设计图，如图6所示。 4.3平台系统软件总体框架 本篇文章所使用的就是设备无关位图（DIB），接下来就详细介绍设备无关位图（DIB）。DIB位图能够在不一樣的机器或者设备中表示位图所特有的图像。和DDB做比较，DIB是一项外部的位图模式，特别适用于图像信息的整合。DIB是要求下的Windows位图格式，BMP文件里也涉及了一个DIB。一个BMP文件由位图文件头结构以及调色板、位图数据头框架、DIB图像信息四个领域所包含，如图7所示。 5 结论 由于图像处理以及计算机视觉的快速发展，实时图像分析慢慢凸显出其优异的成绩，全世界的各行各业都开始投入使用这种服务系统。分析探索了这个平台用到的技术要点，而且验证了这项技术的应用范围以及怎样使用，探索核心硬件系统的商品配件，明确该设备的硬件环境，为了杜绝算法可以应用但是在现实投入应用时设备特质不够的状况出现，而且充分将升级需求，明确系统设备的筛选计划。然而信息收集以及传播的高速通路即使实现了理论上的可行性验证，然而真实研发的设计装饰仍然正在研究，信息的高效率传播以及检验平台的真实性就仍然需要真实的系统环境中继续研究以及优化。 参考文献： [l] 靖广文.基于Pcl总线的嵌入式实时图像处理系统[J].嵌入式系统，2003（5）. [2] 苏光大.微机图像处理系统[M].北京.清华大学出版社，2000. [3] 张雄伟，曹铁勇.DSP芯片的原理与开发[M].北京.电子工业出版社，2000.21-34. [4] 唐晓燕.基于s0Pc的图像采集和处理系统的设计与实现[D].华北电力大学，2007：2-5. [5] 冯林.基于DsP的红外图像处理和传输系统研究[D].电子科技大学，2007：10-11. [6] GBooeh，J.Rumbaugh，1.Jaeobson.UML User Guide，1998. [7] 周秉锋.UML软件建模[M].北京大学出版社，2001. [8] 向世明.Visual C++数字图像与图形处理[M].电子工业出版社.2002.3. [9] DavidJ.Krughnski.潘爱民，王国印译.VisualC+十6.0技术内幕[M].4版.北京.清华大学出版，1998. |
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