基于ARM-DSP的嵌入式数字图像识别系统的研究.docVIP

研究基于ARM-DSP的嵌入式数字图像识别系统的研究 摘要 嵌入式图像采集，处理和传输系统具有体积小和高稳定性等优势，因此，被广泛运用于智能交通，电力，通讯和计算机视觉等。随着DSP技术的开发，运用软件实现基于DSP的实时视频压缩，已经成为数字视频压缩运用标准的亮点，而这种运用比起专门的压缩芯片更具有灵活性和升级潜力。不断发展的现代工业技术对图像信息的采集，处理或传输提出了更高的要求。近年来，高速数字信号处理DSP技术的快速发展和强大DSP强大的信号处理能力，为实时图像信息处理提供了扎实的理论和运用基础。本文首先论述了运用ARM-DSP作为主框架的图像跟踪系统的硬件结构，开发过程以及DSP的控制流。最后对图像处理的开发前景进行了展望。本文研究了数字图像处理的基本理论。 关键词：DSP；ARM器，所以DSP将成为一种高速发展的集成电路电子产品，以及电子产品升级的决定性因素。 哈弗机构：通常，DSP芯片都采用哈弗结构且通常有四套总线：程序数据总线，程序地址总线，数据数据总线和数据地址总线。 管线技术：DSP大多采用管道技术，即取指令，解码，取数据和执行等等，每条指令都分别通过芯片生集成的多个功能单元完成，从而在没有提高时钟频率的情况下降低了每条指令的执行时间。 多并行处理单元：一般说来，DSP上面集成了多个并行处理单元，如硬件乘法器MUL，累加器ACC，算术逻辑单元ALU和DMA控制器等。 片内存储器：它减少了外部存储器的接口。 管脚，使外部存储器的接口可以省略，减小芯片的封装体积。 中断处理器和时序控制器。 低耗能：DSP的正常功耗是0.5至4W。 不断发展的现代工业技术对图像信息的采集，DSP处理和传输的要求越来越高。DSP技术使用数值计算方法进行信号采集，转化，合成，估算以及识别等，而且它具有高速，准确性高和稳定性高的特点等。DSP强大的信号处理能力为实时图像信息处理提供了运用基础。 经过十多年的快速发展，DSP已经成为了通信，计算机和消费类电子产品等的基础设备。目前DSP的功能变得越来越强大，它的运用也越来越广泛，它不仅利用了许多新的市场，而且逐渐占领了一些传统产品的领地。随着各领域运用的日益增加，在未来DSP将日趋的成熟和完善。 嵌入式系统被定义为特殊计算机系统上运用的核心，运用计算机技术为基础适应运行系统对功能，可靠性，价格，体积和耗能的严格要求，来确定用什么硬件什么软件。嵌入式系统最重要的特点就是它的针对性和方向，即针对嵌入式系统本身特殊的运用情况和特殊功能开发和设计系统的每一部分。这也是嵌入式系统和通用计算机系统的差别。此外，嵌入式系统与实时特性有自然了连接：嵌入式系统是为特定目标设计的，它通常受到空间，成本，存储和带宽等限制，因此，它的硬件和软件都必须量身定做以最大限度的提高效率，导致其必须提高实时性。 嵌入式监控系统的优点如下：由于这种系统的硬件是一种与处理器与软件紧密结合，且具有单一功能的特殊自主设备，它不会像通用计算机系统，如卡片系统，那样受到其他软件或者硬件的影响，所以他表现更加的的稳定且易于安装，管理，维护，且系统实现了模块化设计降低了成本；另一方面，因为单一功能，只要算法的选择是正确的，系统的实时性就可以得到保证，且其控制功能较容易实现比PC系统更强大。 随着嵌入式未处理器的迅速发展，其图像处理功能也不断提高，与此同时嵌入式系统还具有体积小，低耗能和低成本等特点，所以它能有效地克服传统计算机的缺点。因此，对嵌入式视觉传感器的研究对于其小型化，网络化和智能化的发展有重要的意义。 2.系统设计方案 该系统根据功能大致可分为两部分：DSP图像采集处理部分和ARM实时控制运用部分。由于ARM的时序不同于DSP的时序，这两部分见的数据传输依靠一个两口RAM。它不仅满足了系统的时序要求，而且还提高了系统的工作效率，使系统更加的稳定可靠。图1是该系统的结构图。 图1 系统结构图 ，样本图像，经过滤波和放大后，进行AD（模-数）转化，然后模拟信号转化成数字信号，数字信号经过信号处理模块的处理得到与别的物体相匹配的数据，最后传从，储存和显示这些数据。需要下列条件： 采集和转换信号：首先，获取图像样本并经过滤波得到模拟信号，然后，这些模拟信号转换成数字信号为系统提供稳定的信号来源。 存储数字信号：1.储存样本图像数据，以待系统处理；2.储存经过确认和处理过的数据，为显示和传输做好准备。系统的储存容量要符合要求且容量可以拓展。 图像数据处理：进行预处理并识别处理所收集的数字信号，并确认是否与要识别的物体相匹配。由于这篇文章研究整体解决方案，识别算法不是本文研究的重点。 识别结果显示：实时显示识别结果为用户呈现视觉效果。 数据传输：提供一般通讯端口，使识别结果或采集的数据传输到主机，以提供后续处理的条件。 时序逻辑控制系统：