嵌入式圖像處理系統(tǒng)模塊化軟件的設(shè)計(jì)分析

徐自遠(yuǎn)

摘要：在嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，通過模塊化軟件設(shè)計(jì)，可以將復(fù)雜的軟件功能劃分為不同的模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而降低設(shè)計(jì)難度。在模塊化軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其難點(diǎn)在于既要確保各個(gè)模塊之間在物理因素上的分離，邏輯因素上的統(tǒng)一，各個(gè)模塊可以協(xié)調(diào)合作，從而提升軟件系統(tǒng)性能。該文對(duì)嵌入式圖像處理系統(tǒng)中模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：嵌入式；圖像處理系統(tǒng)；模塊化軟件

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）30-0149-02

對(duì)于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計(jì)方法，不僅可以提升嵌入式圖像處理系統(tǒng)的可拓展性，也可以提升其圖像處理的準(zhǔn)確率，發(fā)揮模塊化軟件設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)用戶的需求靈活擴(kuò)展，并且對(duì)以后系統(tǒng)的升級(jí)有良好的兼容性，使系統(tǒng)可用性增加。本文以基于S3C44B0X內(nèi)核的嵌入式圖像處理系統(tǒng)為例做模塊化設(shè)計(jì)具體分析。

1 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在嵌入式圖像處理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)中，主要由文件模塊、圖像模塊、類型轉(zhuǎn)換模塊、預(yù)處理模塊組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式圖像的優(yōu)化處理，提升系統(tǒng)性能可擴(kuò)展性。如圖 1所示：

2 嵌入式圖像處理系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

2.1 文件模塊設(shè)計(jì)

本嵌入式系統(tǒng)硬件主要由三部分組成，主控模塊、圖形顯示模塊、界面控制模塊。其中圖形顯示模塊選用CMD520的5.7寸CSTN LCD顯示屏，該LCD顯示屏可直接與S3C44B0X內(nèi)置LCD接口進(jìn)行連接。主控模塊使用S3C44B0X控制器，該主控芯片自帶LCD硬件驅(qū)動(dòng)，可以與本系統(tǒng)LCD接口直接連接。系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用電阻式觸摸屏作為本項(xiàng)目輸入設(shè)備，本系統(tǒng)選用ADS7843來作為系統(tǒng)界面觸摸屏的控制器，并通過軟件差值算法提升系統(tǒng)界面可控性【1】。系統(tǒng)組成框圖如圖 2所示。

本系統(tǒng)功能方面，主要包括對(duì)圖像文件的打開、保存、打印設(shè)置和退出等相關(guān)的操作。對(duì)于該系統(tǒng)的文件處理模塊，針對(duì)圖像文件的讀取問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)圖像打開、圖像保持等相關(guān)功能操作【2-3】。下面主要介紹在matlab的GUI編程環(huán)境下完成上述功能的實(shí)現(xiàn)【4】。

1）打開

對(duì)于嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，打開菜單，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用 uigetfile（ ）函數(shù)，依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)讀取圖像，在文件處理的對(duì)話框中打開該圖像。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

[Function open_Callback （ hObject， eventdata， handles ）

[ filename， pathname ] = uigetfile（ {'*.jpg'；'*.bmp'；'*.tif'} S = imread（ [pathname filename] ）；

handles.S = S；

axes（ handles.axes1 ）；

imshow（ S ）；

handles.output = hObject ；

guidata （ hObject， handles ）；＼&]

2）保存

嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)于圖像保存菜單的實(shí)現(xiàn)，主要可以應(yīng)用uiputfile（）標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行對(duì)話框處理，其代碼如下：

[function save_Callback（ hObject， eventdata， handles ）

global hresult ；

[filename ，pathname， filterindex] = uiputfile（ ...

{‘ *.bmp；*.jpg；*.tif，Picture styles（*.bmp；*.jpg；*.tif） ；

‘*.bmp， Bitmap-files（*.bmp）； ...

'*.*'， 'All Files （*.*）'}， ...

'Save as'）；

If isequal（ [ ilename，pathname]，[0，0]） return

else

File = fullfile（pathname，filename）；

saveas（ hresult，F(xiàn)ile）

End＼&]

2.2 圖像模塊設(shè)計(jì)

對(duì)于該嵌入式圖像處理系統(tǒng)，在圖像模塊設(shè)計(jì)中，可以實(shí)施圖像灰度、圖像的大小、圖像腐蝕、圖像的比例變化等處理。針對(duì)其灰度變化功能，主要是可以在嵌入式系統(tǒng)中增大圖像的動(dòng)態(tài)范圍，有效的去擴(kuò)展圖像對(duì)比度，從而使圖像變得更為清晰，使圖像的特征更加明顯，是一種能夠增強(qiáng)圖像表現(xiàn)形式的重要手段。在實(shí)際功能的實(shí)現(xiàn)中，使用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)用分段線性變換比例線性變換以及非線性灰度變換等方式，具體實(shí)現(xiàn)圖像的灰度處理。對(duì)于本例之中，采用的就是在系統(tǒng)中運(yùn)用分段線性變換的模塊化設(shè)計(jì)，以有效實(shí)現(xiàn)對(duì) （20～180）圖像區(qū)間的灰度變換。

而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的圖像處理模塊，針對(duì)圖像的像素處理，就是可以刪除圖像中的某些邊界像素，確保輸出圖像的像素值能夠是輸入圖像相應(yīng)像素與其相鄰域中的最小像素值。其圖像處理效果如下圖中所示：

其實(shí)際代碼實(shí)現(xiàn)過程如下所示：

[Function fs_Callback （ hObject， eventdata， handles ）

h = getimage（ handles.axes1 ）；

se=strel（ 'arbitrary'， eye（10） ）；

h1=imerode（ h， se）；

figure ；

Imshow（h1）＼&]

2.3 圖像類型轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)

在嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，其圖像類型轉(zhuǎn)換的模塊設(shè)計(jì)中，需要能夠?qū)υ肼晥D像采用局部算子的方式，平滑處理某一像素，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像局部像素的運(yùn)算及優(yōu)化。在該模塊中，可以對(duì)多個(gè)像素實(shí)現(xiàn)并行處理，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)圖像信息進(jìn)行相關(guān)處理。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，針對(duì)圖像類型轉(zhuǎn)換方法，可以運(yùn)用函數(shù)rgb/ind，從而在系統(tǒng)中將 RGB 類型的圖像成功轉(zhuǎn)換為索引類型圖像，其實(shí)現(xiàn)效果如圖4中所示。

2.4 圖像的預(yù)處理模塊設(shè)計(jì)

對(duì)于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中，運(yùn)用模塊化的軟件設(shè)計(jì)方法，可以用計(jì)算機(jī)代替人們來認(rèn)識(shí)圖像并確定一幅圖像中感興趣目標(biāo)的所在位置。圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理代碼如下：

[I1=imread（ 'D：＼Install＼ images＼imdemos＼moon.tif' ）； 圖像的實(shí)際位置

L = 4；

I = wextend（'2D'，'zpd'，I1，L）；

nbc= size（I，1）；

X = im2double（I）； //產(chǎn)生噪聲的相關(guān)圖像

In it=2055415866；

randn（'seed'，init）；

x=X+randn（size（X））/10；

wname='sym4'；

lev =3；

[c，l] =wavedec2（x，lev， wname ）；

sigma_s=0.048535；// 在壓縮圖像的圖像降噪時(shí)，可以使用wbmpen 函數(shù)選擇圖像壓縮鎮(zhèn)南關(guān)的數(shù)據(jù)閾值

alpha=2；

thr_s=wbmpen（c，l，sigma_s，alpha）；//能夠用軟閾值進(jìn)行圖像壓縮，有效保存圖像中的低頻信號(hào)，降噪。通過對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，就可以準(zhǔn)確找出圖像中某一點(diǎn)的位置，并對(duì)其圖像進(jìn)行相關(guān)的處理操作。＼&]

3 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計(jì)方法，不僅可以資源較少的嵌入式系統(tǒng)中自動(dòng)處理圖像信息，也可以更好實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的編輯處理，提升嵌入式系統(tǒng)處理圖像的準(zhǔn)確率，滿足較少資源條件下的嵌入式系統(tǒng)圖像在線處理需求，提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能，發(fā)揮積極應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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