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1、第25卷计算机应用Vol.252005年12月ComputerApplicationsDec.2005文章编号:1001-9081(2005)12Z-0225-03一种嵌入式图像处理平台的设计与实现121邓海峰,余慧英,袁可风(1.华东交通大学信息工程学院,江西南昌330013;2.江西农业大学商学院,江西南昌330013)(redou1976@163.com)摘要:以开放式、平台化为指导思想,设计了一个以DSP和ARM为核心处理器的嵌入式、实时、高效率、高可靠性、网络化的多路图像处理的二次开发平台,对平台实现的一些技术难点提出了
2、相应的解决方法。在该平台上,可以实现运行在PC机上的一些复杂的图像处理与模式识别的应用。关键词:嵌入式系统;实时;数字信号处理器;图像处理中图分类号:TP391.4文献标识码:A0引言嵌入式系统在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等各行各业得到了广泛地运用,其数量已远远超过各种通用计算机的应用数量。而在图像处理和模式识别方面,因为算法的复杂度高、运算量大、实时性要求高,导致目前的相关软件开发平台大多数还是通用计算机平台。本文设计的嵌入式实时图像处理平台图1平台的体系结构硬件采用美国T
3、I公司的TMS320C6416DSP、Altera公司的EP1K50FPGA及Samsung公司的S3C4510BARM作为核心处平台功能的划分:理器,底层软件采用DSP/BIOS和uCLinux等嵌入式实时操作1)提供2路视频输入端口和1路视频输出端口,端口类型支持S2Video和AV两种。可以接收两路NISC或PAL制式系统(RTOS)。该平台为目前使用PC机或工控机实现图像的电视信号。处理的各种应用提供了一种嵌入式的解决方案,既可以缩小2)提供28路双向I/O接口以实现对若干外部设备(例系统的体积,降低系统的功耗;又可以大幅
4、度降低系统的成如与摄像机配合的补偿灯光)的控制、检测或传输数据。另本,提高系统的稳定性。外,这些I/O接口中的3路输入可以作为外部中断触发处理该平台既支持单个设备独立工作,也支持组网工作方式。器中断。组网工作方式下,依托IP网络,采用分布式连接方式。每个3)提供1个快速以太网端口及2个标准RS232口用来设备称为一个节点,每个节点为一个自治系统,对于上层的应输出/输入数据。其中以太网端口速率为10/100Mbps自适用,从网络体系结构角度看,它作为一个功能特定的主机(即应;支持半双工或全双工工作方式;端口媒介为3/4/5类双绞终端
5、);从软件体系结构看,它作为一个智能体(Intelligent线或光纤(通过适配器选择);RS232口支持速率为1200bpsAgent)。～115200bps,具体速率可由网管配置(可选配RS422或RS485)。1平台的总体设计4)有远程通信和控制功能,提供TCP/IP协议栈,包括平台的设计目标是提供一个嵌入式、实时、高效率、高可TCP,UDP,IP,HTTP,FTP,DHCP,ARP等协议。靠性、开放的多路图像处理的二次开发平台。在该平台上,开5)提供CF卡接口。发人员经过培训、学习,可以方便地进行二次开发,实现图像6)从视
6、频信号输入端口接收输入信号,经过A/D转换、处理算法从PC机到嵌入式平台的快速移植。图像处理,最后从以太网端口或RS232口输出处理结果。平台的体系结构如图1所示,平台层次的划分如下:7)可对图像完成以下功能:单帧视频的捕捉、图像可选1)硬件底层,包括由核心处理器及其外部电路共同构成择级别的灰度化、图像任意大小的切割和缩放、滤波、边缘检的完整的硬件平台。测和切割、图像信息的统计。2)硬件测试程序层,包括板上各部分资源的测试程序。8)支持自定义系统监控协议,监控方式分本地和远程系统监控两种。本地监控通过RS232口,远程监控通过以太
7、网3)硬件驱动程序层,包括板上各部分资源的底层设备驱口。监控内容主要有:系统负荷情况、各硬件缓冲器和软件资动程序。源使用情况、端口/设备配置参数及状态信息、流量统计信息、4)实时操作系统RTOS,如:DSP/BIOS和uCLinux。异常报警、配置参数下载、端口/设备复位等异常处理、调试5)应用程序接口(API)及相应的示例(DEMO)程序。(TRACE和DEBUG)。收稿日期:2004-12-28;修订日期:2005-03-03作者简介:邓海峰(1976-),男,江西赣州人,高级工程师,硕士,主要研究方向:数字信号处理、嵌入式系
8、统、图像处理、模式识别;余慧英(1979-),女,江西波阳人,助教,主要研究方向:嵌入式系统、软件工程、数据库技术;袁可风(1945-),男,江西南昌人,教授,主要研究方向:嵌入式系统、MIS.226计算机应用2005年9)支持在线程序版本升级。信
