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基于嵌入式系统的图像处理器设计,摘要二值图作为数字图像处理技术中图像信息提取的重要资源，针对当前对二值图的需求，本文讨论并设计出一种低成本高效率的基于arm为核心的嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统对图像信息进行二值化处理的方法。该系统以arm9（s3c2440）为核心的开发板实现图像处理功能，加上外置摄像头作为目标机图像采集通道和外接lcd触摸屏作为...
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摘要
二值图作为数字图像处理技术中图像信息提取的重要资源，针对当前对二值图的需求，本文讨论并设计出一种低成本高效率的基于ARM为核心的嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统对图像信息进行二值化处理的方法。
该系统以ARM9（S3C2440）为核心的开发板实现图像处理功能，加上外置摄像头作为目标机图像采集通道和外接LCD触摸屏作为系统显示，这些部分共同构成系统的硬件平台，同时构建起宿主机和目标机的操作系统，并建立交叉编译链。基于此硬件系统设计了一种图像处理流程，使系统实现将采集到的图像转化为位图，再根据设计的二值化算法把位图转化为灰度图后进一步处理成二值图并存储。
实验测试表明，整套系统运行稳定，二值化的效果也满足图像信息提取联通率的要求，而且实现较为简单，适合对于低功耗，便携性要求高的图像信息提取系统。
关键词：ARM；嵌入式系统；图像处理；灰度图；二值化
ABSTRACT
Binary image as an important resource for the images and digital image processing technology , the current demand on the binary image , the article discusses the design of a cost-effective based on the ARM core embedded processor and embedded real-time binarization processing operating system image information
The experimental platform of the system is based on the core of ARM9-based (S3C2440) image processing functions, it have a camera as the target image acquisition channels and add an external LCD touch screen display for the system , these parts get together to constitute the system 's hardware platform . Building the operating system of the host and target machines , and to create a cross compiler chain . Based on the design of this hardware system , an image processing process , the system allows the collected images changing into bitmaps ,and then bitmap changing into grayscale, at last changing into a binary image and storage designed binarization algorithm.
Experimental tests show that the running stability of the entire system , the effect of binarization also match the requirements of the Unicom rate of image information extraction , and relatively simple , high image information extraction system suitable for low power consumption and portability requirements .
Key word:ARM; Embedded system; Elaborazione immagini; Grayscale image; Binarization
目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景与意义 1
1.2 嵌入式平台介绍 1
1.2.1 专用性强 1
1.2.2 系统内核小 2
1.2.3 高效率地设计 2
1.2.4 系统精简和高实时性OS 2
1.2.5 嵌入式系统开发需要开发工具和环境 2
1.2.6 嵌入式软件开发走向标准化 2
1.2.7 创新性和有效性 2
1.3 图像处理技术研究背景 3
1.4 国内外嵌入式系统图像处理二值化技术发展现状 3
2 方案原理 5
2.1 系统工作原理 5
2.2 图像处理技术原理 5
2.2.1 jpeg文件格式简介 5
2.2.2 bmp图像格式简介 5
3 开发平台的搭建 9
3.1 硬件平台 9
3.1.1 系统硬件结构图 9
3.1.2 S3C2440微处理器介绍 9
3.2.1 超级终端的设置 10
3.2.2 USB下载驱动的安装 10
3.2.3 建立Linux开发环境 10
3.2.4 交叉编译环境的搭建 11
3.3 QT的安装 12
4 系统设计与具体实现 14
4.1 目标图片的获取 14
4.2 图片格式的转化 14
4.3 图像二值化算法 16
4.3.1 bmp图像的读取 16
4.3.2 bmp图像的写入 17
4.3.3 bmp图像的灰度化 17
4.3.4 阀值的选取算法 17
4.3.5 图像二值化 19
4.4 系统流程图 20
4.5 运行测试结果 20
总结 23
致谢 24
参考文献 25
参考文献
[1]邹思轶.嵌入式Linux设计与应用.北京：清华大学出版社，2002年1月
[2]马义德.嵌入式系统的现状及发展前景.信息技术,2001年.
[3]杨柯.嵌入式图像处理技术及其应用.西北工业大学：硕士学位论文，2003年.
[4]洑涵妤.基于嵌入式Linux系统的图像处理研究.信息与电脑,2010年2月.
[5] 林丕源,蒲和平.计算机图形图像处理应用技术.北京：电子科技大学出版社,1998年2月.
[6] 汪国强,饶文高,王兰.基于嵌入式Linux系统的数字图像处理技术研究.黑龙江大学工程学报，2011年11月.
[7]Rafael C G,Richard E W.Digital Image Processing.Publishing House of Electronics Industry, 2004
[8] Nanning Zheng,QuboYou,Gaofeng Meng,etal.50 Years of Image Processing and Pattem Recognition in China.IEEE Intelligent Systems,2008.
[9] 武秀文.基于ARM嵌入式平台的图像处理系统.武汉理工大学：硕士学位论文,2006年.
[10]柯勇,杨宗凯,赵梦欣.图像处理中间件在嵌入式系统中的设计与实现. 计算机应用研究,2007年9月.
[11]Hideaki Kawano,Kou ji Oehama,Hiroghi Maeda,et al.Degraded Doeument Image Binarization Combixting Local Statistics.ICROS—SICE International Joint Conference,2009.
[12]张志平.Windows位图的结构分析及其显示与转换.苏州大学学报：工科版,2002年.
[13]陈亮,裴海龙, 伍越.基于Linux系统的USB 摄像头视频播放实现.现代电子技术,2008年.
[14]邹颖婷, 李绍荣.ARM9上的嵌入式Linux系统移植.自动化技术与应用,2009年.
[15]邹柏程,赵利.一个嵌入式Linux系统开发平台的构建.计算机与现代化,2008年.
[16]卞芸.ARM9平台上的嵌入式Linux系统移植研究.重庆大学,硕士学位论文,2011年.
[17]刘永林.基于Linux的嵌入式交叉编译环境的建立及实现.电脑开发与应用,2011年.
[18]陈梁,吴庆宪,姜长生.Linux 系统下指纹图像处理系统的研究与实现. 电光与控制,2007年12月.
[19]刘福才,赵佳伟,汤丽娜.基于嵌入式Linux系统的Qt/Embedded图像处理界面开发.计算机应用与软件,2009年11月. [20]V.FRANK,G.TONY.Embedded System Design.A Unified Hardware/Software Introduction ..
二值图作为数字图像处理技术中图像信息提取的重要资源，针对当前对二值图的需求，本文讨论并设计出一种低成本高效率的基于ARM为核心的嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统对图像信息进行二值化处理的方法。
该系统以ARM9（S3C2440）为核心的开发板实现图像处理功能，加上外置摄像头作为目标机图像采集通道和外接LCD触摸屏作为系统显示，这些部分共同构成系统的硬件平台，同时构建起宿主机和目标机的操作系统，并建立交叉编译链。基于此硬件系统设计了一种图像处理流程，使系统实现将采集到的图像转化为位图，再根据设计的二值化算法把位图转化为灰度图后进一步处理成二值图并存储。
实验测试表明，整套系统运行稳定，二值化的效果也满足图像信息提取联通率的要求，而且实现较为简单，适合对于低功耗，便携性要求高的图像信息提取系统。
关键词：ARM；嵌入式系统；图像处理；灰度图；二值化
ABSTRACT
Binary image as an important resource for the images and digital image processing technology , the current demand on the binary image , the article discusses the design of a cost-effective based on the ARM core embedded processor and embedded real-time binarization processing operating system image information
The experimental platform of the system is based on the core of ARM9-based (S3C2440) image processing functions, it have a camera as the target image acquisition channels and add an external LCD touch screen display for the system , these parts get together to constitute the system 's hardware platform . Building the operating system of the host and target machines , and to create a cross compiler chain . Based on the design of this hardware system , an image processing process , the system allows the collected images changing into bitmaps ,and then bitmap changing into grayscale, at last changing into a binary image and storage designed binarization algorithm.
Experimental tests show that the running stability of the entire system , the effect of binarization also match the requirements of the Unicom rate of image information extraction , and relatively simple , high image information extraction system suitable for low power consumption and portability requirements .
Key word:ARM; Embedded system; Elaborazione immagini; Grayscale image; Binarization
目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景与意义 1
1.2 嵌入式平台介绍 1
1.2.1 专用性强 1
1.2.2 系统内核小 2
1.2.3 高效率地设计 2
1.2.4 系统精简和高实时性OS 2
1.2.5 嵌入式系统开发需要开发工具和环境 2
1.2.6 嵌入式软件开发走向标准化 2
1.2.7 创新性和有效性 2
1.3 图像处理技术研究背景 3
1.4 国内外嵌入式系统图像处理二值化技术发展现状 3
2 方案原理 5
2.1 系统工作原理 5
2.2 图像处理技术原理 5
2.2.1 jpeg文件格式简介 5
2.2.2 bmp图像格式简介 5
3 开发平台的搭建 9
3.1 硬件平台 9
3.1.1 系统硬件结构图 9
3.1.2 S3C2440微处理器介绍 9
3.2.1 超级终端的设置 10
3.2.2 USB下载驱动的安装 10
3.2.3 建立Linux开发环境 10
3.2.4 交叉编译环境的搭建 11
3.3 QT的安装 12
4 系统设计与具体实现 14
4.1 目标图片的获取 14
4.2 图片格式的转化 14
4.3 图像二值化算法 16
4.3.1 bmp图像的读取 16
4.3.2 bmp图像的写入 17
4.3.3 bmp图像的灰度化 17
4.3.4 阀值的选取算法 17
4.3.5 图像二值化 19
4.4 系统流程图 20
4.5 运行测试结果 20
总结 23
致谢 24
参考文献 25
参考文献
[1]邹思轶.嵌入式Linux设计与应用.北京：清华大学出版社，2002年1月
[2]马义德.嵌入式系统的现状及发展前景.信息技术,2001年.
[3]杨柯.嵌入式图像处理技术及其应用.西北工业大学：硕士学位论文，2003年.
[4]洑涵妤.基于嵌入式Linux系统的图像处理研究.信息与电脑,2010年2月.
[5] 林丕源,蒲和平.计算机图形图像处理应用技术.北京：电子科技大学出版社,1998年2月.
[6] 汪国强,饶文高,王兰.基于嵌入式Linux系统的数字图像处理技术研究.黑龙江大学工程学报，2011年11月.
[7]Rafael C G,Richard E W.Digital Image Processing.Publishing House of Electronics Industry, 2004
[8] Nanning Zheng,QuboYou,Gaofeng Meng,etal.50 Years of Image Processing and Pattem Recognition in China.IEEE Intelligent Systems,2008.
[9] 武秀文.基于ARM嵌入式平台的图像处理系统.武汉理工大学：硕士学位论文,2006年.
[10]柯勇,杨宗凯,赵梦欣.图像处理中间件在嵌入式系统中的设计与实现. 计算机应用研究,2007年9月.
[11]Hideaki Kawano,Kou ji Oehama,Hiroghi Maeda,et al.Degraded Doeument Image Binarization Combixting Local Statistics.ICROS—SICE International Joint Conference,2009.
[12]张志平.Windows位图的结构分析及其显示与转换.苏州大学学报：工科版,2002年.
[13]陈亮,裴海龙, 伍越.基于Linux系统的USB 摄像头视频播放实现.现代电子技术,2008年.
[14]邹颖婷, 李绍荣.ARM9上的嵌入式Linux系统移植.自动化技术与应用,2009年.
[15]邹柏程,赵利.一个嵌入式Linux系统开发平台的构建.计算机与现代化,2008年.
[16]卞芸.ARM9平台上的嵌入式Linux系统移植研究.重庆大学,硕士学位论文,2011年.
[17]刘永林.基于Linux的嵌入式交叉编译环境的建立及实现.电脑开发与应用,2011年.
[18]陈梁,吴庆宪,姜长生.Linux 系统下指纹图像处理系统的研究与实现. 电光与控制,2007年12月.
[19]刘福才,赵佳伟,汤丽娜.基于嵌入式Linux系统的Qt/Embedded图像处理界面开发.计算机应用与软件,2009年11月. [20]V.FRANK,G.TONY.Embedded System Design.A Unified Hardware/Software Introduction ..
