嵌入式圖像處理系統(tǒng)的模塊化軟件設(shè)計

趙星

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

嵌入式圖像處理系統(tǒng)的模塊化軟件設(shè)計

趙星

（陜西財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

基于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計需求分析，能夠運(yùn)用模塊化的軟件設(shè)計方法，從而有助于設(shè)計出一種具備系統(tǒng)成本低、嵌入式的、形態(tài)功能適中的圖像處理系統(tǒng)，以便滿足實(shí)際需求。結(jié)果證實(shí)，在嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計，能夠提升系統(tǒng)設(shè)計性能，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像增強(qiáng)、圖像分割以及目標(biāo)定位等功能，也可很好的實(shí)現(xiàn)對實(shí)時圖像的在線處理功能，提升圖像處理的準(zhǔn)確率，高達(dá)8.0%，發(fā)揮系統(tǒng)設(shè)計價值。故此，對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計，可以發(fā)揮積極的作用，值得在實(shí)踐系統(tǒng)設(shè)計中推廣該方法。

模塊化；圖像處理系統(tǒng)；嵌入式；軟件設(shè)計

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化軟件水方法，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)計優(yōu)勢，可以根據(jù)用戶的需求靈活擴(kuò)展，并且對以后系統(tǒng)的升級有良好的兼容性，使系統(tǒng)可用性增加。以下對此做具體分析。

1 模塊化軟件設(shè)計

模塊化軟件設(shè)計，就可以將軟件功能分為不同的模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并且對于單獨(dú)的模塊功能，也可以完成一項(xiàng)單獨(dú)的操作[1]。在模塊化軟件設(shè)計中，要確保系統(tǒng)各個模塊之間物理因素上的分離，邏輯因素上的統(tǒng)一，各個模塊可以協(xié)調(diào)合作，從而提升軟件系統(tǒng)性能。

2 設(shè)計嵌入式圖像處理系統(tǒng)的需求分析

為滿足高數(shù)據(jù)量圖像處理需求，提出并設(shè)計了以TMS320DM642為處理器的數(shù)字圖像處理硬件系統(tǒng)，并在DSP/ BIOS上配以實(shí)時圖像處理軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像處理[2]?？衫密浖约皥D像的采集、傳輸?shù)认嚓P(guān)設(shè)備，有效提升嵌入式圖像處理時效性，能在采集圖像過程中，還可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)字圖像的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸[3]。同時，運(yùn)用模塊化設(shè)計方法，確保系統(tǒng)中各個圖像處理模塊功能之間可以互不干擾，提升系統(tǒng)處理圖像性能，避免發(fā)生系統(tǒng)出錯的情況。文中針對嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化設(shè)計方法，采集圖像并運(yùn)用優(yōu)化算法對圖像進(jìn)行增強(qiáng)、分割、邊緣檢測，以確保系統(tǒng)設(shè)計性能得到提升[5-6]。

3 模塊化軟件設(shè)計嵌入式圖像處理系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)

對于該系統(tǒng)設(shè)計中，其主要由文件模塊、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。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)

3.2 文件模塊設(shè)計

在系統(tǒng)該模塊設(shè)計中，選用CMD520的5.7寸CSTN LCD接口，使其可直接和S3C44B0X內(nèi)置LCD接口進(jìn)行直接的連接。對于系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計中，可以選用ADS7843來作為系統(tǒng)界面觸摸屏的控制器，并可提升系統(tǒng)界面可控性[7]。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方面，主要是包括對圖像文件的打開、保存、打印設(shè)置和退出等相關(guān)的操作。對于該系統(tǒng)的文件處理模塊，針對圖像文件的讀取問題進(jìn)行設(shè)計，實(shí)現(xiàn)圖像打開、圖像保持等相關(guān)功能操作[8-10]。下面主要介紹這兩個功能的實(shí)現(xiàn)。

1）打 開

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)中，打開菜單，主要就是在系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用uigetfile（）函數(shù)[11]，標(biāo)準(zhǔn)的對圖像進(jìn)行讀取，從而在文件處理的對話框中打開該圖像。其主要的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

2）保 存

嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，對于圖像保存菜單的實(shí)現(xiàn)，主要可以應(yīng)用uiputfile（）標(biāo)準(zhǔn)寫盤處理對話框來實(shí)現(xiàn)，其代碼如下：

3.3 圖像模塊設(shè)計

對于該嵌入式圖像處理系統(tǒng)，在其圖像模塊的設(shè)計實(shí)現(xiàn)之中，可以進(jìn)行圖像的灰度、圖像的大小、圖像腐蝕、圖像的比例變化處理。針對其灰度變化中，護(hù)腰就是可以在嵌入式系統(tǒng)中，能夠增大圖像的動態(tài)范圍，有效的去擴(kuò)展圖像對比度，從而可以圖像變的更加清晰，使圖像在系統(tǒng)中的特征更加明顯，是一種能夠增強(qiáng)圖像表現(xiàn)形式的重要手段。在實(shí)際該系統(tǒng)中，對于該軟件設(shè)計模塊，其實(shí)現(xiàn)中，可以運(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。對于本例子之中，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，以有效實(shí)現(xiàn)對 （20～180）圖像區(qū)間的灰度變換，其具體的程序代碼如下所示：

而對于該系統(tǒng)設(shè)計的圖像處理模塊，針對圖像的腐蝕操作，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。其圖像處理效果如圖2所示。

圖2 腐蝕

其實(shí)際代碼實(shí)現(xiàn)過程如下所示：

3.4 圖像類型轉(zhuǎn)換模塊

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)計實(shí)現(xiàn)中，能夠?qū)σ恍┰肼晥D像才用局部算子的方式，平滑處理某一像素，從而可以實(shí)時的優(yōu)化圖像中局部像素的運(yùn)算，在該模塊中，可以對多個像素實(shí)現(xiàn)并行處理，能夠?qū)崟r對圖像信息進(jìn)行相關(guān)處理。在該系統(tǒng)設(shè)計中，針對圖像類型轉(zhuǎn)換方，可以運(yùn)用函數(shù)rgb/ind，從而在系統(tǒng)中將 RGB類型的圖像轉(zhuǎn)換成索引類型圖像，其實(shí)現(xiàn)效果如圖3所示：

圖3 圖像轉(zhuǎn)換

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

3.5 圖像的預(yù)處理模塊

對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計之中，運(yùn)用模塊化的軟件設(shè)計方法，可以用計算機(jī)代替人們來認(rèn)識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

通過對圖像進(jìn)行預(yù)處理，就可以準(zhǔn)確找出圖像中某一點(diǎn)的位置，并對其圖像進(jìn)行相關(guān)的處理操作。

4 模塊化設(shè)計嵌入式圖像處理系統(tǒng)的價值

嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計方法，可以很好地解決嵌入式系統(tǒng)在線處理圖像的功能，可以實(shí)時在線去處理圖像問題，并且系統(tǒng)在圖像處理方面的準(zhǔn)確率，也有效滿足實(shí)際嵌入式圖像處理的要求[11-14]。而且在系統(tǒng)的設(shè)計實(shí)現(xiàn)過程中，不僅設(shè)計方案簡單，設(shè)計的成本也比較低，特別的適用于對嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)功耗低，縮小嵌入式系統(tǒng)的體積[15]，滿足系統(tǒng)設(shè)計需求。在嵌入式圖像處理系統(tǒng)設(shè)計中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計，能夠提升系統(tǒng)設(shè)計性能，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像增強(qiáng)、圖像分割以及目標(biāo)定位等功能，也可很好的實(shí)現(xiàn)對實(shí)時圖像的在線處理功能，提升圖像處理的準(zhǔn)確率，高達(dá)8.0%，發(fā)揮系統(tǒng)設(shè)計價值。

5結(jié) 論

綜上所述，對于嵌入式圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計之中，運(yùn)用模塊化軟件設(shè)計方法，不僅可以在線自動處理圖像信息，也可以更好實(shí)現(xiàn)對圖像的編輯處理，提升系統(tǒng)圖像處理準(zhǔn)確率，滿足實(shí)施嵌入式圖像在線處理需求，提升系統(tǒng)設(shè)計性能，發(fā)揮積極應(yīng)用價值。

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Modular software design of embedded image processing system

ZHAO Xing
（Shaanxi Vocational College of Finance and Economics，Xianyang 712000，China）

Based on embedded image processing system design requirements analysis，the use of modular software design method，which helps to design a system with low cost，embedded，morphological features moderate image processing system，in order to meet the actual needs.The results confirmed that the design of embedded image processing system，the use of modular software design，to improve the system design performance，to achieve image enhancement，image segmentation and target positioning，and can be very good to achieve real-time image processing functions，improve the accuracy of image processing，as high as 8%，play a system design value.Therefore，in the design of embedded image processing system，the use of modular software design，can play a positive role，it is worth promoting the method in the design of practical systems.

module；image processing system；embedded；software design

TN99

A

1674－6236（2016）18-0129-03

2015-05-09 稿件編號：201505077

趙 星（1982—），男，陜西咸陽人，講師。研究方向：計算機(jī)技術(shù)及教學(xué)。