文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
基于ARM和DSP的嵌入式实时图像处理系统设计与研究
姓名:孙咏
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:李志能
20050201
浙江大学硕士学位论文
摘要
现代信息技术的迅猛发展,使得图像处理方面的研究与应用,尤其是实时图
像处理引起了更广泛的关注。近年来,技术的不断发展,将数字信号处理领
域的理论研究成果应用到实际系统中,并推动了新的理论和应用的发展,对图像
处理等领域的技术发展也起到了十分重要的作用。同时,随着网络、移动通讯和
多媒体技术的飞速发展,嵌入式系统也得到了更加广泛的应用。
本文首先分析了嵌入式系统,,实时图像处理等领域的最新发展,并结
合本研究室以往在图像处理系统方面特别是牌照识别系统的研究成果和实际
开发经验,提出了采用系列和为主体的硬件
系统架构,设计一种基于十的嵌入式实时图像处理系统。
该系统将高速的与在通讯、网络和实时控制方面具有独特优势的
处理器,以及接口逻辑丰富、并行运算能力强大的结合起来,为
嵌入式实时环境下一些复杂算法的实现问题开辟了新的途径。
接着,本文在课题的实际需求基础之上,结合和嵌入式系统的开发流程,
介绍了系统功能和总体设计方案,它涵盖了系统硬件设计,软件平台及相关开发
环境和工具。
在后续的章节中,本文详细介绍了系统硬件设计与实现,包括系统基本模块
的硬件设计和开发过程,以及硬件制作和系统调测等内容。还介绍了系统软
件实现中的一些关键问题,特别是代码的开发与优化等内容。
最后,总结了本课题研究所取得的成果及其不足之处,提出了课题进一步深
入研究的展望及其应用前景。
关键词嵌入式系统、实时图像处理、,嵌入式
浙江大学硕士学位论文
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第一章绪论
圣研究背景
实时系统是指对于外来信息能够及时进行处理,并在控制对象允许时间范
围内作出快速反应的系统,实时系统对响应时间的要求比分时系统更高。实时
系统按其使用方式不同,可分为实时控制系统和实时信息处理系统。实时系统
是指逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统。从实现方式来分有两种类
型的实时系统软实时系统和硬实时系统。在软实时系统中系统的宗旨是使各
个任务运行得越快越好,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成在硬
实时系统中,各任务不仅要执行无误而且要做到准时。大多数实时系统是二者
的结合,实时系统的应用涵盖广泛的领域,而多数实时系统又是嵌入式的。
嵌入式系统被定义为以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可
裁剪、适用于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机
系统。嵌入式系统的最大特点是其所具有的目的性或针对性,即每一套嵌入式系
统的开发设计都有其特殊的应用场合与特定功能,这也是嵌入式系统与通用的计
算机系统最主要的区别另外,嵌入式技术与实时性有着天然的联系由于嵌入
式系统是为特定的目的而设计的,且常常受到空间、成本、存储、带宽等条件的
限制,因此,它必须最大限度地在硬件上和软件上“量身定做”以提高效率,这
样的结果最终导致了实时性的增强
数字图像处理〔技术的飞速发展使得所有图像处理的问题都可以用数字
信号处理的形式来解决,这为实时图像处理的应用提供了广阔的空间。首先,
数字信号处理中存在大量成熟的快速算法,如一等,这些算法已经大
量的应用于图像处理中其次,随着超大规模集成电路的高速发展,
”数字信号处理器的发展为高速的实现信号处理、为达到系
统的实时性提供了可能。这些发展都使得图像处理技术广泛的运用于科学研究、
工农业生产、资源的遥感探测、医疗卫生、空间探索等各个领域。
本研究室近几年来一直在从事数字图像处理技术的研究,研究成果在智能
交通领域的汽车牌照识别、路面检测与管理等方面己有不少实际的应用,取得
了不少的成绩。
研究室最初推出的全天候汽车牌照自动识别系统是完全基于机的,汽
车牌照识别所需的图像处理过程完全由机上运行的软件来实现。汽车牌照识
别和管理系统使用通用的计算机来实现,图像采集、牌照识别、数据库管理、
网络化数据传输等往往在同一台机子上进行,影响了牌照识别的速度,严重的
影响了系统的实时性能。由于实时性的限制使得系统无法采用一些运算量比较
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大的算法,影响了系统对各种车牌和不同环境下的识别成功率和长期稳定可靠
运行。而且整个系统都是基于通用计算机的软件,不利于软件知识产权的保护。
为了克服以上缺点,更好的提高系统实时性能以及软件知识产权的保护,
本研究室接着推出了基于的汽车牌照识别系统『,,,一「,,,。
该系统将图像触发、图像采