DSP嵌入式图像处理方案设计书 .docx

精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习课程设计报告（数字图像综合设计）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电信 0962610221277901屠东浪霍冠英题 目 嵌入式 DSP图像处理专业、学号授课班号同学姓名指导老师摘要针对现在的过程检测的实时需求，设计出一种成本低，功能始终的图像处 理采集系统。该系统以DSP 为核心并配上外围电路实现图像处理功能，在加上多种通讯接口设计的图像传输通道，然后摄像头用于采集图像数据。最终基于DSP 嵌入式操作系统设计了一种图像处理方法，在系统中实现了图像中值滤波、图像边缘检测。试验说明，该系统能够很好的解决在线处理功能的实时问题，图像处理的精确率也中意了过程检测系统的要求，而且实现简洁，成本比较低，特别适合对于功耗、体积要求较严格的过程检测系统。关键词 ： DSP图像处理系统中值滤波边缘检测目录第一章课程设计的任务和目的······························5其次章课程设计设备第三章硬件功能描述第四章软件安装及其开发流程介绍第五章程序设计模块5.1 图像采集、显示模块5.2 图像处理模块第六章心得体会16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第七章参考文献···················································17一、 课程设计的任务和目的(1) 把握 Code Composer Studio2.2的安装和配置，熟识TMS320C6000软件开发过程：创建工程和治理工程、编译和调试、使用观看窗口、明白图形功能（试验书P40-45 ）。(2) 明白边缘检测的算法和用途，利用Sobel算子进行边缘检测，实现基于Sobel算子的边缘检测方法（试验书P106-108 ） 。(3) 在2 的基础上，修改核心代码，调试实现基于Prewitt算子的边缘检测方法。(4) 在边缘检测前，加中值滤波，去除噪声，进一步提高Prewitt算子边缘检测的成效（选做）二、 课程设计设备（1） 运算机一台（2） ICETEK-DM642-P4 试验箱三、 硬件功能描述ICETEK-DM642-P4 评估板上的 DSP 芯片通过 64bit的 EMIF 接口或 8/16bit的 3 路视频口连接板上外围设备。SDRAM、 Flash 、 FPGA和 UART 每一个设备占用其中的一个接口。 EMIF 接口也连接扩展背板接口，扩展背板接口用来连接背板。评估板上的视频解码器和编码器连接到视频端口和扩展连接器上。评估板上的4 个解码器 和 1个编码器符合标准规范。评估板上的AIC23B多媒体编解码器答应DSP 进行模拟音频信号的输出和接收。I2C总线用来把握编解码器端口，McASP接口被用来把握数据。模拟信号通过3个 3.5mm 的音频插座进行输入输出，其相应的分别是（从下到上）直接输出（line output）、麦克风输入（ microphone input）和直接输入（line input）。编解码器可以选择麦克风输入或直接输入作为主动输入，模拟输出被指定为直接输出接口。McASP接口可以通过软件重新设定成为一个扩展接口。可编程规律门阵列又被称为FPGA，基于 FPGA 上扩展了用户I/O口，硬盘接口，主要是给用户用来做二次开发。评估板仍包括四个用户指示灯，用户可以利用这些指示灯进行交互式的反馈试验。这些指示灯是通过读写CPLD 寄存器0x900C0000 来进行把握的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结尽管当 ICETEK-DM642-P4 评估板插在 PCI 插槽上使用时， PC 总线会给评估板供电， 评估板上仍设计有+5V 输入电源作为独立的器件为评估板供电。评估板上的配电系统为DSP内核供应 +1.4V的电压，为 DSP的 I/O接口供应 +3.3V的电压。在评估板电源供给正常之前，评估板保持复位状态。评估板上仍设计有电源芯片为编码器和解码器供应+1.8V电压。 Code Composer Studio与评估板通过 14针或 60 针的扩展 JTAG 端口进行连 接 通 信 。ICETEK-DM642-P4 评 估 板 由 TI公司 的 CCS 软 件 工 具 进 行 开 发 。 Code Composer Studio与 ICETEK-DM642-P4 评估板通过 JTAG 扩展仿真接口进行连接通信。您可依据试验系统安装说明来安装CCS 软件。这个过程将安装全部的开发工具、文档和驱动程序。ICETEK-DM642-P4 评估板四、 软件安装及其开发流程介绍(1) 把握 Code Composer Studio2.21的安装和配置。(2) 明白 DSP 开发系统和运算机与目标系统的连接方法。(3) 明白 Code Composer Studio2.21软件的操作环境和基本功能，明白TMS320C6000 开发过程。学习创建工程和治理工程的方法。明白基本的编译和调试功能。学习使用观看窗口。 明白图形功能的使用。(4) 开发 TMS320C6000应用系统一般需要以下几个调试工具来完成:软件集成开发环境Code Composer Studio2.21：完成系统的软件开发，进行软件和硬件仿真调试。它也是硬件调试的帮忙手段。开发系统 ICETEK 5100 USB ：实现硬件仿真调试时与硬件系统的通信，把握和读取硬件系统的状态和数据。评估模块 ICETEK-DM642-P4 等 ：供应软件运行和调试的平台和用户系统开发的参照。(5) Code Composer Studio2.21主要完成系统的软件开发和调试。它供应一整套的程序编制、爱护、编译、调试环境，能将汇编语言和C 语言程序编译连接生成COFF 公共目标可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结文件 格式的可执行文件，并能将程序下载到目标DSP 上运行调试。(6) 用户系统的软件部分可以由Code Composer Studio建立的工程文件进行治理，工程文 件一般包含以下几种文件：源程序文件：C 语言或汇编语言文件*.ASM或 *.C 、头文件*.H、命令文件 *.CMD 、库文件 *.LIB,*.OBJ。(6) 开发流程：试验预备设置 Code Composer Studio2.2在硬件仿真 Emulator方式下运行请参照其次部分，其次章操作。启动 Code Composer Studio2.2双击桌面上“ CCS 2 C6000”，启动 Code ComposerStudio2.2。假如无法进入CCS软件，请参照其次部分，第三章操作，排除问题。创建新的工程文件：选择菜单“Project”的“ New”项。在“ Project Creation”对话框中，在“ Project”项 输 入 USECCS。 单 击 “ Location” 项 末 尾 的 浏览 按 钮 ， 改 变 目 录 到 C:ICETEK-DM642-P4Lab501-USECCS，单击“ OK”。单击“ 完 成 ” 。 这 时 建 立 的 是 一 个 空 的 工 程 文 件 。 展 开 主 窗 口 左 侧 工 程 管 理 窗 口 中“Projects”下新建立的“USECCS .pjt”，其中各项均为空。提 示 ：如果要 创建 文件库， 只需 在建 立新 工程时 ， 将“ Project”中 的选 项 更换 为Library（ .Lib ）即可在工程文件中添加程序文件：选择菜单“Project”的“ Add Files to Project”项。 在“ Add Files to Project”对话框中选择文件目录为Lab501-USECCS，转变文件类型为 “ C Source Files*.c。 *.ccc”，选择显示出来的文件“volum.c”。重复上述各步 骤，添加 volume.cmd、load.asm、vectors.asm文件到 USECCS 工程中 如没有找到相应的文件，请选择转变文件类型来找 。添加 C:tiC6000cgtoolslibrts6400.lib。 选择菜单“ Project”的“ Rebuild All”项。留意编译过程中CCS 主窗口下部的“ Build提示窗中显示编译信息，最终将给出错误和警告的统计数。基本调试功能：执 行 FileLoadProgram ,在 随 后 打 开 的 对 话 框 中 选 择刚 刚 建 立 的 Lab501-USECCSDebugUSECCS.out 文件。2. 在工程浏览窗口中，双击volume.c激活这个文件，移动光标到main行上，右击鼠标选择Toggle Breakpoint或按 F9 设置断点。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 选择 DebugRun 或按 F5 运行程序 , 程序会自动停在 main 函数头上。按 F10 执行到 write_buffer函数上。再按 F8, 程序将转到 write_buffer函数中运行。此时 , 为了返回主函数, 按 shift-F7完成 write_buffer函数的执行。再次执行到 write_buffer一行 , 按 F10 执行程序 , 对比与F8 执行的不同五、 程序设计模块5.1 图像采集、显示模块/* Copyright 2003 by Texas Instruments Incorporated.* All rights reserved. Property of Texas Instruments Incorporated.* Restricted rights to use, duplicate or disclose this code are* granted through contract.*/* "# DDK 1.10.00.23 07-02-03 ddk-b12" */#include <std.h> #include <tsk.h> #include <sem.h> #include <gio.h> #include <csl_dat.h> #include <csl_cache.h> #include <fvid.h> #include <edc.h> #include <vport.h> #include <vportcap.h> #include <vportdis.h> #include <saa7105.h> #include "tvp5150a.h"可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结#include <evmdm642.h> #include "vcapparams.h" #include "vdisparams.h"#include "ICETEK-DM642-PCI.h"/extern unsigned char nMemTemp720。/extern unsigned char imgHistoHISTOHIGH*HISTOWIDTH。extern Int EXTERNALHEAP 。extern unsigned char nMemTemp720*3。extern unsigned int m_nOffset1,m_nOffset2,m_nOffset3。/* heap IDs defined in the BIOS configuration file */* = main =*/ main/*/* open CSL DAT module for fast copy*/*/ CSL_init。CACHE_cleanCACHE_L2ALL, 0, 0。/CACHE_setL2ModeCACHE_256KCACHE。CACHE_setL2ModeCACHE_0KCACHE。CACHE_enableCachingCACHE_EMIFA_CE00 。CACHE_enableCachingCACHE_EMIFA_CE01 。DAT_openDAT_CHAANY, DAT_PRI_LOW, DAT_OPEN_2D。ICETEKDM642PCIBoardInit。/* = tskVideoLoopback =* video loopback function.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结*/Int frames = 0。void tskVideoLoopbackInt i。unsigned int m_nID。/int m_nWork。Int status。FVID_Handle disChan。FVID_Frame *disFrameBuf。Int numLinesDis = EVMDM642_vDisParamsChan.imgVSizeFld1。Int numLinesCap = EVMDM642_vCapParamsChan.fldYStop1 - EVMDM642_vCapParamsChan.fldYStrt1+1。IntnumLines=numLinesDis>numLinesCap.numLinesCap:numLinesDis 。FVID_Handle capChan。Int numPixels = EVMDM642_vCapParamsChan.fldXStop1 - EVMDM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1。FVID_Frame *capFrameBuf。Int capLinePitch = EVMDM642_vCapParamsChan.fldXStop1 - EVMDM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1。Int disLinePitch = EVMDM642_vDisParamsChan.imgHSizeFld1。mInitVPort。numLines *= 2。 /* both fields */*/* allocate both capture and display frame buffers*/* in external heap memory*/*/ EVMDM642_vCapParamsChan.segId = EXTERNALHEAP。EVMDM642_vDisParamsChan.segId = EXTERNALHEAP。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结EVMDM642_vDisParamsSAA7105.hI2C = EVMDM642_I2C_hI2C。EVMDM642_vCapParamsTVP5150A.hI2C = EVMDM642_I2C_hI2C。/*/* initialization of capture driver*/*/ mSet5150ReadyTRUE,FALSE,FALSE,FALSE。/使 能 视 频 通 道1，接下来将发送配置命令capChan = FVID_create"/VP0CAPTURE/A/0",/初始化与通道1相连的 VPort 口IOM_INPUT,&status,Ptr&EVMDM642_vCapParamsChan, NULL。/通道 1: "/VP0CAPTURE/A/0"/通道2:"/VP0CAPTURE/B/0"/通道3:"/VP1CAPTURE/A/0"/通道4:"/VP1CAPTURE/B/0"/*/* initialization of display driver*/*/ disChan = FVID_create"/VP2DISPLAY", IOM_OUTPUT,&status, Ptr&EVMDM642_vDisParamsChan, NULL。/*/* configure video encoder & decoder*/*/FVID_controldisChan, VPORT_CMD_EDC_BASE + EDC_CONFIG, Ptr&EVMDM642_vDisParamsSAA7105。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FVID_controlcapChan, VPORT_CMD_EDC_BASE + EDC_CONFIG, Ptr&EVMDM642_vCapParamsTVP5150A。/*/* start capture & display operation*/*/ FVID_controldisChan, VPORT_CMD_START, NULL。FVID_controlcapChan, VPORT_CMD_START, NULL。/*/* request a frame buffer from display & capture driver */*/ FVID_allocdisChan, &disFrameBuf。FVID_alloccapChan, &capFrameBuf。frames +。while 1 for i = 0。 i < numLines。 i + m_nID=DAT_copycapFrameBuf->frame.iFrm.y1+i*capLinePitch,nMemTemp,numPixels。DAT_waitm_nID 。/ICETEKDM642PCIStatistic。if i>144 && i<432 ICETEKDM642PCISobel。DAT_copynMemTemp,disFrameBuf->frame.iFrm.y1+i*disLinePitch,numPixels。/*ICETEKDM642PCIHistogram。DAT_copy2dDAT_1D2D,imgHisto,disFrameBuf->frame.iFrm.y1+410*720+30, HISTOWIDTH,HISTOHIGH,720。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结*/DAT_waitDAT_XFRID_WAITALL。FVID_exchangecapChan, &capFrameBuf。FVID_exchangedisChan, &disFrameBuf。frames + 。void prdFrameCountEVMDM642_rsetEVMDM642_LED, frames。frames = 0。5.2 图像处理模块 Sobel 边缘检测#pragma CODE_SECTIONICETEKDM642PCISobel,".text1" void ICETEKDM642PCISobelunsigned char xunsigned int m_nID。m_nID=DAT_copyx+180,cLines+m_nOffset3,MWIDTH。pImg1=cLines 。 pImg1+=m_nOffset1 。pImg2=cLines 。 pImg2+=m_nOffset2 。pImg3=cLines 。 pImg3+=m_nOffset3 。x1=*pImg1 。 pImg1+ 。 x2=*pImg1。 pImg1+ 。x4=*pImg2 。 pImg2+ 。 x5=*pImg2。 pImg2+ 。x7=*pImg3 。 pImg3+ 。 x8=*pImg3。 pImg3+ 。for mi=0。mi<MWIDTH。mi+,pImg1+,pImg2+,pImg3+ x3=*pImg1 。 x6=*pImg2。 x9=*pImg3。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m_nWork1=x7+x8+x8-x2-x2-x3。m_nWork2=x3-x4-x4+x6+x6-x7 。 /sobel算子边缘检测/m_nWork1=x7+x8-x2-x3 。m_nWork2=x3-x4+x6-x7 。/Prewitt算子边缘检测if m_nWork1<m_nWork2 m_nWork1=m_nWork。2m_nWork2=m_nWork1+x9-x1。if m_nWork2>255 m_nWork2=255。 else if m_nWork2<0m_nWork2=0。 xmi+180=m_nWork2 。x1=x2 。 x2=x3 。x4=x5 。 x5=x6 。x7=x8 。 x8=x9 。xmi=0 。m_nWork=m_nOffset1。 m_nOffset1=m_nOffset2。m_nOffset2=m_nOffset3。 m_nOffset3=m_nWork 。 中值滤波#pragma CODE_SECTIONGetMiddleValue,".text1" unsigned char GetMiddleValueint i,j。cBuffer0=x1 。 cBuffer1=x2 。 cBuffer2=x3 。cBuffer3=x4 。 cBuffer4=x5 。 cBuffer5=x6 。cBuffer6=x7 。 cBuffer7=x8 。 cBuffer8=x9 。for i=0 。i<8 。i+ for j=i 。j<9 。j+ if cBufferi>cBufferj 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结cWork=cBufferi。cBufferi=cBufferj。cBufferj=cWork。return cBuffer5。#pragma CODE_SECTIONICETEKDM642PCIMedianFilter,".text1" void ICETEKDM642PCIMedianFilterunsigned char xunsigned int m_nID。m_nID=DAT_copyx+180,cLines+m_nOffset3,MWIDTH。/DAT_waitm_nID 。/pImg1=nMemTem。p/pImg3=cLines 。 pImg3+=m_nOffset3。/for mi=0。mi<720。 mi+,pImg1+,pImg3+ /*pImg3=*pImg1。pImg1=cLines 。 pImg1+=m_nOffset1。pImg2=cLines 。 pImg2+=m_nOffset2。pImg3=cLines 。 pImg3+=m_nOffset3。x1=*pImg1 。 pImg1+ 。 x2=*pImg1。 pImg1+ 。x4=*pImg2 。 pImg2+ 。 x5=*pImg2。 pImg2+ 。x7=*pImg3 。 pImg3+ 。 x8=*pImg3。 pImg3+ 。for mi=2。mi<MWIDTH。mi+,pImg1+,pImg2+,pImg3+ x3=*pImg1 。 x6=*pImg2 。 x9=*pImg3 。xmi+180=GetMiddleValue 。x1=x2 。 x2=x3 。x4=x5 。 x5=x6 。x7=x8 。 x8=x9 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xmi=0 。m_nWork=m_nOffset1。 m_nOffset1=m_nOffset2。m_nOffset2=m_nOffset3。 m_nOffset3=m_nWork 。六、 心得体会为期两周的课程设计终止了，这次的课程设计给我们很大的收成，使我们对 DSP 嵌入式相关的基本学问有了进一步的提高，并在实践中对各种概念有了进一步的深化，开头的时候总觉得很简洁的课程设计，由于软件部分的确不是很难的，所以在做硬件部分的时候都没有认真做，后来做起来才知道不是那么简洁。程序的设计思想的精致的重要性，是不管怎么说都不为过的，好的设计可以让大家很快的明白你的思想，而且很便利的来实现它。此次课程设计的主要目的是完成对图像的一些基本处理，比如图像的采集、显示、图像的滤波、图像的边缘检测等。特别是图像滤波处理，图像在生成和传输过程中常受到各种嗓声的干扰和影响，使图像质量下降。为了抑制噪声改善图像质量，必需对图像进行去噪（中值滤波）处理。通常，将数字图像的平滑技术划分为两类。一类是全局处理，即对噪声图像的整体或大的块进行校正得到平滑图像。但这类方法需要知道信号和噪声的统计模型，且运算量较大。另一类平滑技术是对噪声图像使用局部算子。当对某一像素进行平滑处理时，仅对它的局部小邻域的一些像素加以运算，其优点是运算效率高，而且可以多个像素并行处理，因此可以实现实时或者准实时处理。图像平滑处理实现包括平滑非线性滤波器 统计排序滤波器 和平滑线性滤波器 均值滤波 。随着科技的进步和社会的进展，数字视频图像的采集、储备、处理及传输技术在最近几年得到了广泛的应用，各类图像采集及处理系统已经逐步深化到人们生活的各个方面与图像处理卡等传统图像处理系统相比，DSP 嵌入式图像处理系统具有体积小、成本低、牢靠性高等优点，在智能交通、远距离监控、运算机视觉等领域应用广泛。七、 参考文献1 ICETEK-DM642-P4 试验指导书可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 陈峰编著， 基于 BlackfinDSP的数字图像处理 ， 电子工业出版社，20213 余成波 . 数字图象处理及MATLAB实现 . 重庆高校出版社， 2007.8版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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