嵌入式图像处理系统的模块化软件设计

赵星

（陕西财经职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

嵌入式图像处理系统的模块化软件设计

赵星

（陕西财经职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

基于嵌入式图像处理系统设计需求分析，能够运用模块化的软件设计方法，从而有助于设计出一种具备系统成本低、嵌入式的、形态功能适中的图像处理系统，以便满足实际需求。结果证实，在嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化软件设计，能够提升系统设计性能，能够实现图像增强、图像分割以及目标定位等功能，也可很好的实现对实时图像的在线处理功能，提升图像处理的准确率，高达8.0%，发挥系统设计价值。故此，对于嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化软件设计，可以发挥积极的作用，值得在实践系统设计中推广该方法。

模块化；图像处理系统；嵌入式；软件设计

对于嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化软件水方法，不仅可以提升嵌入式图像处理系统的可拓展性，也可以提升其图像处理的准确率，发挥模块化软件设计优势，可以根据用户的需求灵活扩展，并且对以后系统的升级有良好的兼容性，使系统可用性增加。以下对此做具体分析。

1 模块化软件设计

模块化软件设计，就可以将软件功能分为不同的模块进行实现，并且对于单独的模块功能，也可以完成一项单独的操作[1]。在模块化软件设计中，要确保系统各个模块之间物理因素上的分离，逻辑因素上的统一，各个模块可以协调合作，从而提升软件系统性能。

2 设计嵌入式图像处理系统的需求分析

为满足高数据量图像处理需求，提出并设计了以TMS320DM642为处理器的数字图像处理硬件系统，并在DSP/ BIOS上配以实时图像处理软件系统，实现数字图像处理[2]。可利用软件以及图像的采集、传输等相关设备，有效提升嵌入式图像处理时效性，能在采集图像过程中，还可以实现对数字图像的点对点传输[3]。同时，运用模块化设计方法，确保系统中各个图像处理模块功能之间可以互不干扰，提升系统处理图像性能，避免发生系统出错的情况。文中针对嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化设计方法，采集图像并运用优化算法对图像进行增强、分割、边缘检测，以确保系统设计性能得到提升[5-6]。

3 模块化软件设计嵌入式图像处理系统

3.1 系统总体设计结构

对于该系统设计中，其主要由文件模块、图像模块、类型转换模块、预处理模块组成，可以实现对嵌入式图像的优化处理，提升系统性能可扩展性。如图1所示。

图1 系统设计总体结构

3.2 文件模块设计

在系统该模块设计中，选用CMD520的5.7寸CSTN LCD接口，使其可直接和S3C44B0X内置LCD接口进行直接的连接。对于系统的触摸屏设计中，可以选用ADS7843来作为系统界面触摸屏的控制器，并可提升系统界面可控性[7]。系统功能实现方面，主要是包括对图像文件的打开、保存、打印设置和退出等相关的操作。对于该系统的文件处理模块，针对图像文件的读取问题进行设计，实现图像打开、图像保持等相关功能操作[8-10]。下面主要介绍这两个功能的实现。

1）打 开

对于嵌入式图像处理系统中，打开菜单，主要就是在系统设计中，运用uigetfile（）函数[11]，标准的对图像进行读取，从而在文件处理的对话框中打开该图像。其主要的实现代码如下：

2）保 存

嵌入式图像处理系统设计中，对于图像保存菜单的实现，主要可以应用uiputfile（）标准写盘处理对话框来实现，其代码如下：

3.3 图像模块设计

对于该嵌入式图像处理系统，在其图像模块的设计实现之中，可以进行图像的灰度、图像的大小、图像腐蚀、图像的比例变化处理。针对其灰度变化中，护腰就是可以在嵌入式系统中，能够增大图像的动态范围，有效的去扩展图像对比度，从而可以图像变的更加清晰，使图像在系统中的特征更加明显，是一种能够增强图像表现形式的重要手段。在实际该系统中，对于该软件设计模块，其实现中，可以运用分段线性变换比例线性变换以及非线性灰度变换等方式，具体实现图像的灰度处理。对于本例子之中，采用的就是在系统中运用分段线性变换的模块化设计，以有效实现对 （20～180）图像区间的灰度变换，其具体的程序代码如下所示：

而对于该系统设计的图像处理模块，针对图像的腐蚀操作，就是可以删除图像中的某些边界像素，确保输出图像的像素值能够是输入图像相应像素与其相邻域中的最小像素值。其图像处理效果如图2所示。

图2 腐蚀

其实际代码实现过程如下所示：

3.4 图像类型转换模块

在嵌入式图像处理系统中，其图像类型转换的模块设计实现中，能够对一些噪声图像才用局部算子的方式，平滑处理某一像素，从而可以实时的优化图像中局部像素的运算，在该模块中，可以对多个像素实现并行处理，能够实时对图像信息进行相关处理。在该系统设计中，针对图像类型转换方，可以运用函数rgb/ind，从而在系统中将 RGB类型的图像转换成索引类型图像，其实现效果如图3所示：

图3 图像转换

代码实现如下：

3.5 图像的预处理模块

对于嵌入式图像处理系统设计之中，运用模块化的软件设计方法，可以用计算机代替人们来认识图像并确定一幅图像中感兴趣目标的所在位置。图像数据预处理代码

通过对图像进行预处理，就可以准确找出图像中某一点的位置，并对其图像进行相关的处理操作。

4 模块化设计嵌入式图像处理系统的价值

嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化软件设计方法，可以很好地解决嵌入式系统在线处理图像的功能，可以实时在线去处理图像问题，并且系统在图像处理方面的准确率，也有效满足实际嵌入式图像处理的要求[11-14]。而且在系统的设计实现过程中，不仅设计方案简单，设计的成本也比较低，特别的适用于对嵌入式系统中，系统功耗低，缩小嵌入式系统的体积[15]，满足系统设计需求。在嵌入式图像处理系统设计中，运用模块化软件设计，能够提升系统设计性能，能够实现图像增强、图像分割以及目标定位等功能，也可很好的实现对实时图像的在线处理功能，提升图像处理的准确率，高达8.0%，发挥系统设计价值。

5结 论

综上所述，对于嵌入式图像处理系统的设计之中，运用模块化软件设计方法，不仅可以在线自动处理图像信息，也可以更好实现对图像的编辑处理，提升系统图像处理准确率，满足实施嵌入式图像在线处理需求，提升系统设计性能，发挥积极应用价值。

[1]宋凯，严丽平，甘岚，等.嵌入式图像处理系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2009，30（19）:4368-4370，4377.

[2]任晓波，赵文龙，唐盛，等.基于ARM+FPGA+多DSP的嵌入式实时图像处理系统[J].电子技术应用，2011，37（8）:142-146.

[3]李佩斌，黄莹，赵誉婷，等.基于DSP+FPGA的嵌入式图像处理系统设计[J].现代电子技术，2014（20）:95-98.

[4]涂春萍，甘岚，张旭，等.基于Linux下MiniGUI的图像处理GUI平台设计[J].华东交通大学学报，2011，28（2）:55-59.

[5]刘岩俊.嵌入式DSP图像处理系统设计与实现[J].国外电子测量技术，2013，32（9）:11-14.

[6]宋秋莲.一种基于多层次算法的嵌入式图像处理系统[J].数字技术与应用，2013（12）:122-122.

[7]吴锡强.探析嵌入式图像处理系统的设计与实现[J].计算机光盘软件与应用，2015（3）:278-279.

[8]康婷婷.嵌入式图像处理系统中JPEG技术分析[J].电子世界，2014（23）:28-28.

[9]惠宏超，郭亚晶，熊智敏，等.高功率激光器自动准直系统图像处理的可信度评估[J].强激光与粒子束，2013，25（4）:867-871.

[10]洪文鹏，刘燕，周云龙，等.基于图像处理的管束间气液两相含气率的实验研究[J].中国电机工程学报，2011，31（11）:74-78.

[11]陈丽娟，周鑫.基于ARM嵌入式图像处理平台的太阳跟踪系统[J].现代电子技术，2012（4）:71-74.

[12]郑博，赵不贿，白雪，等.基于Petri网的棉花图像处理系统模块化设计方法[J].农业工程学报，2012，28（9）:119-124.

[13]张成涛，谭彧，吴刚，等.基于达芬奇技术的收割机视觉导航图像处理算法试验系统[J].农业工程学报，2012，28（22）:166-173.

[14]颜丙生，陈富恒，郭军宏，等.基于图像处理的粮食虫害自动分级虚拟系统研究[J].粮食与饲料工业，2014（6）:18-20，26.

[15]郑鑫.面向异步视频的嵌入式图像处理系统设计[J].现代电子技术,2012（22）:14-17.

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 稿件编号：201505077

赵 星（1982—），男，陕西咸阳人，讲师。研究方向：计算机技术及教学。