專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片的高速實(shí)時(shí)圖像處理綜合平臺(tái)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，圖像處理技術(shù)快速發(fā)展，被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、遙感技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、 通信技術(shù)、氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域，而理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)相結(jié)合已成為了行業(yè)科技人員進(jìn)入圖像處理領(lǐng)域的必由之路。DSPCDigital Signal ftOcessor，數(shù)字信號(hào)處理器)芯片是專(zhuān)門(mén)為快速實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法而設(shè)計(jì)的、具有特殊的結(jié)構(gòu)的微處理器，以其作為核心處理器的圖像處理平臺(tái)，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和體積的要求，適用于各種嵌入式終端設(shè)備的數(shù)據(jù)處理。DSP 芯片本身的結(jié)構(gòu)特性和特點(diǎn)，使其在數(shù)據(jù)處理方面比通用CPU具有更大優(yōu)勢(shì)。DSP開(kāi)發(fā)平臺(tái)是學(xué)習(xí)和研究DSP應(yīng)用的重要工具，主要集成了 DSP芯片系統(tǒng)、外圍接口、存儲(chǔ)顯示系統(tǒng)等單元。目前，市場(chǎng)上基于DSP芯片的開(kāi)發(fā)板和開(kāi)發(fā)套件在數(shù)字圖像處理方面主要完成視頻圖像采集顯示和基本的圖像處理，在全面性和直觀性方面都還不夠完善，圖像信號(hào)源的組合選擇和處理算法的組合選擇也不夠靈活。因此，系統(tǒng)完整的圖像處理算法庫(kù)以及新穎的交互式平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，對(duì)于解決圖像處理開(kāi)發(fā)平臺(tái)不全面、不直觀的問(wèn)題具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述問(wèn)題，提供了一種具有高精度、可擴(kuò)展、綜合性、交互式的新型圖像處理開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，包括可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)、圖像處理算法選擇平臺(tái)、圖像處理算法庫(kù)；
所述可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)包括電源電路、DSP處理器、存儲(chǔ)器模塊、接口模塊； 所述圖像處理算法選擇平臺(tái)包括開(kāi)關(guān)模塊、鍵盤(pán)模塊、單片機(jī)控制電路和顯示模塊； 所述圖像處理算法庫(kù)存儲(chǔ)于可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)的存儲(chǔ)器模塊中； 其中，
所述鍵盤(pán)模塊用于輸入用戶(hù)選擇待處理圖像的來(lái)源和選擇圖像處理的算法序列號(hào)； 所述單片機(jī)控制電路識(shí)別待處理圖像的來(lái)源，當(dāng)待處理圖像來(lái)自PC機(jī)內(nèi)部，則調(diào)用 DSP處理器從PC機(jī)內(nèi)部文件讀取待處理圖像至存儲(chǔ)器模塊；當(dāng)待處理圖像來(lái)自PC機(jī)外部， 則由所述接口模塊輸入外部圖像至存儲(chǔ)器模塊；同時(shí)單片機(jī)控制電路讀取所述圖像處理的算法序列號(hào)后將其發(fā)送至DSP處理器；DSP處理器根據(jù)圖像處理的算法序列號(hào)調(diào)用圖像處理算法庫(kù)中相應(yīng)的圖像處理算法對(duì)待處理的圖像進(jìn)行處理，處理完畢后，DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)總線將處理后的圖像、存儲(chǔ)器模塊中的原始圖像一并發(fā)送至顯示模塊顯示。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述DSP處理器選用 TI公司的產(chǎn)品TMS320C6^系列。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述存儲(chǔ)器模塊至少包括一個(gè)與DSP處理器相連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)原始輸入的圖像信息和經(jīng)算法處理后待輸出的圖像信息。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述存儲(chǔ)器模塊包括一個(gè)與DSP處理器相連接的程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)DSP處理器的執(zhí)行程序以及圖像處理算法庫(kù)。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)還包括語(yǔ)音輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、視頻輸入輸出編解碼模塊。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述單片機(jī)控制電路采用MSP430系列作為主控芯片采集鍵盤(pán)模塊的信號(hào)。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述圖像處理算法庫(kù)涵蓋圖像工程領(lǐng)域中所有常見(jiàn)的圖像處理方法和內(nèi)容，并具有可擴(kuò)展性。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述顯示模塊為兩個(gè) IXD顯示器，分別用于顯示輸入圖像和輸出圖像。進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，所述圖像處理算法選擇平臺(tái)還包括用于顯示工作狀態(tài)的指示燈模塊。一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)的圖像處理方法，包括以下步驟 步驟1、啟動(dòng)可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)電源和圖像處理算法選擇平臺(tái)電源，完成DSP芯片、單
片機(jī)芯片的上電復(fù)位初始化工作；
步驟2、單片機(jī)采集信號(hào)源導(dǎo)入方式，并將導(dǎo)入方式通過(guò)串口傳遞給DSP芯片，若從內(nèi)部導(dǎo)入，則DSP處理器從PC機(jī)內(nèi)部文件讀??；若從外部設(shè)備導(dǎo)入，則DSP處理器從USB接口
讀取圖像信號(hào)源，導(dǎo)入的圖像4被
存放到輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)的！ h }單元，i為從1開(kāi)始的自然數(shù)；
步驟3、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成信號(hào)源導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟4 ； 如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則i值加1，返回步驟2 ；如果未采集到導(dǎo)入完成或?qū)肜^續(xù)信號(hào)，則延遲等待；
步驟4、單片機(jī)采集選擇圖像處理算法序列號(hào)，同時(shí)將采集到的序列號(hào)通過(guò)串口傳輸給 DSP處理器，DSP處理器根據(jù)獲得的序列號(hào)從圖像處理算法庫(kù)中選取相應(yīng)的算法并開(kāi)始導(dǎo)
入第J個(gè)算法到臨時(shí)算法存儲(chǔ)區(qū)的！4丨單元，J為從ι開(kāi)始的自然數(shù)；
步驟5、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成算法導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟6 ；如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則J值加1，返回步驟4 ；如果未采集到導(dǎo)入完成或?qū)肜^續(xù)信號(hào)， 則延遲等待；步驟6、圖像處理步驟，DSP處理器根據(jù)選取的算法綜合^^二！為，…，為…，式)和輸入
數(shù)據(jù)圖像4= 々進(jìn)行圖像處理，處理順序按算法導(dǎo)入的先后次序進(jìn)行，直到完成最后選 “1
取的算法4 的處理，最后輸出結(jié)果到圖像存儲(chǔ)區(qū){ < }；
步驟7、結(jié)果顯示步驟，DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)總線從輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)和輸出圖像存儲(chǔ)區(qū)調(diào)用圖像分別顯示在兩個(gè)IXD顯示屏上。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案具有以下有益效果
本發(fā)明提供的交互式圖像處理算法自主選擇平臺(tái)可以通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行鍵盤(pán)信號(hào)采集， 控制圖像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和圖像處理算法的選擇和疊加；通過(guò)DSP完成指定算法或算法組合的執(zhí)行，并通過(guò)數(shù)據(jù)總線顯示算法庫(kù)中已有算法的選擇菜單以及圖像的處理結(jié)果。同時(shí)，圖像處理算法庫(kù)可以由用戶(hù)后臺(tái)進(jìn)行修改和維護(hù)。因此，該平臺(tái)具備了良好的操作性和可擴(kuò)展性，對(duì)于DSP圖像處理的開(kāi)發(fā)具有重要意義。


圖1是DSP圖像處理平臺(tái)工作流程圖。圖2是平臺(tái)硬件框架圖。圖3是圖像處理算法選擇平臺(tái)圖。 圖4是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖像處理平臺(tái)執(zhí)行圖像處理流程圖。圖6是圖像處理算法庫(kù)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
圖1是DSP圖像處理平臺(tái)工作流程圖，主要包括“信號(hào)源選擇”、“圖像處理算法選擇”、 “圖像處理”和“結(jié)果輸出”四個(gè)步驟，與之對(duì)應(yīng)的硬件平臺(tái)的工作流程包括“從外部/內(nèi)部設(shè)備導(dǎo)入圖像”、“算法選擇平臺(tái)操作”、“DSP執(zhí)行圖像處理算法”和“輸出圖像到顯示屏”四個(gè)部分。圖2是本發(fā)明的硬件平臺(tái)框架圖，其中包括電源電路、以DSP為核心的中央處理板、平臺(tái)底板、EEPROM和RAM存儲(chǔ)器單元、語(yǔ)音輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、USB接口、RS-232串行接口、并行接口、以太網(wǎng)口和視頻輸入輸出編解碼模塊。圖像處理算法選擇平臺(tái)包括以單片機(jī)為核心的控制板、開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)區(qū)、指示燈、單片機(jī)控制電路和2 個(gè)IXD顯示模塊。其中，中央處理板、單片機(jī)控制板和圖像處理算法選擇平臺(tái)通過(guò)四排或雙排插針安裝在平臺(tái)底板上。DSP中央處理板選用TI公司的C64/C64+系列，根據(jù)用戶(hù)不同的應(yīng)用可選擇 TMS320C641x /2x/5x/7x 或 TMS320tci648x,工作頻率可達(dá)到:400 1 OOOMHz ；運(yùn)算速度可達(dá)到1600 33600MIPS/MMACS (16Bits)；存儲(chǔ)器資源可達(dá)到:128Kbit (16K-Byte) 4800Kbit (600K-Byte) LlP 程序緩存，U8Kbit (16K_Byte) 4800Kbit (600K_Byte) LlD 數(shù)據(jù)緩存，高可達(dá)8Mbit (1024K-Byte)的L2全局存儲(chǔ)器。
單片機(jī)主控芯片采用TI公司的MSP430系列，接口方便，控制簡(jiǎn)單，兼容性好。板上包括單片機(jī)最小硬件電路及與底板插槽對(duì)應(yīng)的USB接口模塊、RS-232串行口、并行口等接口單元。本發(fā)明的圖像處理算法選擇平臺(tái)如圖3所示，該平臺(tái)包括單片機(jī)控制模塊、開(kāi)關(guān)電路、鍵盤(pán)指示燈區(qū)域、IXD顯示區(qū)及IXD復(fù)位開(kāi)關(guān)。采用雙顯示屏分別位于鍵盤(pán)區(qū)兩側(cè)的布局方式；開(kāi)關(guān)電路控制該平臺(tái)的供電和關(guān)閉，顯示屏復(fù)位開(kāi)關(guān)1和復(fù)位開(kāi)關(guān)2分別控制左顯示屏和右顯示屏的復(fù)位操作；鍵盤(pán)部分包括“0 9”數(shù)字鍵、“確認(rèn)”和“取消”鍵、“ + ” 鍵、“-”鍵、“上(Λ)”鍵、“下(V)”鍵、“=”鍵、“信號(hào)源”鍵、“算法”鍵、“查看圖像”鍵和“圖像處理”鍵；平臺(tái)電源指示燈Li，復(fù)位指示燈L2，“信號(hào)源”紅色指示燈L3、綠色指示燈L4， “算法”紅色指示燈L5、綠色指示燈L6，“圖像處理”紅色指示燈L7、綠色指示燈L8和“查看圖像”紅色指示燈L9、綠色指示燈LlO分別顯示對(duì)應(yīng)操作的工作狀態(tài)；左顯示屏頂部為輸入圖像和算法庫(kù)顯示區(qū)，底部為輸入圖像信息顯示區(qū)；右顯示屏頂部為輸出圖像顯示區(qū)，底部為輸出圖像信息和算法處理結(jié)果數(shù)據(jù)顯示區(qū)。圖4是本發(fā)明的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為輸入圖像存儲(chǔ)區(qū){ 4 }和輸
出圖像存儲(chǔ)區(qū){ }，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)最多包含η個(gè)存儲(chǔ)單元。輸入圖像存儲(chǔ)區(qū){ 4 用于存
儲(chǔ)平臺(tái)輸入的η個(gè)圖像，最先讀入的圖像存儲(chǔ)于Z1單元，經(jīng)過(guò)圖像處理后的結(jié)果存儲(chǔ)于輸
出圖像存儲(chǔ)區(qū){/ '}，圖像Z1的結(jié)果對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在Z1'單元。臨時(shí)算法存儲(chǔ)區(qū){ 4丨，用于存儲(chǔ)
平臺(tái)操作選擇的m個(gè)圖像處理算法，最先讀入的算法存儲(chǔ)于4單元，CPU按照從為到^的順序從存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)調(diào)用圖像處理算法。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)圖像處理的過(guò)程中，除了可以完成信號(hào)源是單幅圖像的圖像處理以外，還可以實(shí)現(xiàn)多幅圖像和視頻圖像的處理；另外，也可以針對(duì)選定圖像，依次添加不同的算法進(jìn)行處理。因此，具體圖像處理的流程如圖5所示，包括以下步驟
步驟1、啟動(dòng)底板電源和圖像處理算法選擇平臺(tái)電源，完成DSP芯片、單片機(jī)芯片等設(shè)備的上電復(fù)位初始化工作；初始化完成后單片機(jī)通過(guò)I/O 口發(fā)送高電平至平臺(tái)上的總控指示燈Ll亮，表示設(shè)備就緒，此時(shí)DSP通過(guò)數(shù)據(jù)總線輸出圖像處理算法庫(kù)主菜單顯示到左側(cè) LCD顯示屏上，若單片機(jī)采集到平臺(tái)左右復(fù)位鍵按下一次，則使圖像處理算法選擇平臺(tái)上各硬件設(shè)備進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)一次，同時(shí)單片機(jī)會(huì)通過(guò)I/O 口發(fā)送高電平至平臺(tái)上的復(fù)位指示燈 L2亮滅一次。初始化狀態(tài)下單片機(jī)會(huì)通過(guò)I/O 口發(fā)送低電平給平臺(tái)上除Li，L2燈以外的其他指示燈，即它們處于全滅狀態(tài)。步驟2、單片機(jī)采集信號(hào)源導(dǎo)入方式，并將導(dǎo)入方式通過(guò)串口傳遞給DSP，若從內(nèi)部導(dǎo)入則DSP從PC機(jī)內(nèi)部文件讀取或從外部設(shè)備導(dǎo)入則DSP從USB接口讀取圖像信號(hào)源，
導(dǎo)入的圖像4被存放到輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)的{ h }單元，i為從1開(kāi)始的自然數(shù)；導(dǎo)入過(guò)程中
DSP發(fā)送高電平控制信號(hào)源紅色指示燈L3為紅色，表示正在進(jìn)行信號(hào)源導(dǎo)入；
步驟3、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成信號(hào)源導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟4， 同時(shí)單片機(jī)通過(guò)I/O —引腳發(fā)送高電平至信號(hào)源綠色指示燈L4亮，表示信號(hào)源導(dǎo)入完成； 如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則i值加1，返回步驟2 ；如果未采集到導(dǎo)入完成或?qū)肜^續(xù)信號(hào)，則延遲等待；步驟4、單片機(jī)采集選擇圖像處理算法序列號(hào)，同時(shí)將采集到的序列號(hào)通過(guò)串口傳輸給 DSP，DSP根據(jù)獲得的序列號(hào)從程序空間的圖像處理算法庫(kù)中選取相應(yīng)的算法并開(kāi)始導(dǎo)入第
j個(gè)算法到臨時(shí)算法存儲(chǔ)區(qū)的！ 4 ！單元，j為從1開(kāi)始的自然數(shù)；同時(shí)單片機(jī)通過(guò)I/O —
引腳發(fā)送高電平至算法選擇紅色指示燈L5亮，表示正在進(jìn)行圖像處理算法選擇；
步驟5、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成算法導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟6，同時(shí)單片機(jī)通過(guò)I/O —引腳發(fā)送高電平至算法選擇綠色指示燈L6亮，表示算法導(dǎo)入完成；如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則j值加1，返回步驟4 ；
步驟6、圖像處理步驟，DSP根據(jù)選取的算法綜合《4 ) = (4,...,4^...,4}和輸入數(shù)據(jù)圖
像{ 4 }進(jìn)行圖像處理，同時(shí)單片機(jī)通過(guò)I/O —引腳發(fā)送周期方波信號(hào)至圖像處理紅色指示燈L7閃爍，表示正在進(jìn)行圖像處理。處理順序按算法導(dǎo)入的先后次序(臨時(shí)算法存儲(chǔ)區(qū) ！ 4 中算法排列的次序)進(jìn)行，即依次對(duì)輸入數(shù)據(jù)圖像疊加值4進(jìn)行算法4的處理，如果選取的算法綜合數(shù)m>l，則對(duì)完成4算法處理后的結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行算法4 的處理，依此類(lèi)
推，直到完成最后選取的算法4 的處理，同時(shí)單片機(jī)通過(guò)I/O—引腳發(fā)送一持續(xù)高電平至
圖像處理紅色指示燈L7及圖像處理綠色指示燈L8亮，表示已完成圖像處理。最后輸出結(jié)
果到圖像存儲(chǔ)區(qū){<}；
步驟7、結(jié)果顯示步驟，單片機(jī)采集圖像查看模式選擇信號(hào)，同時(shí)通過(guò)I/O—引腳發(fā)送周期方波信號(hào)至圖像紅色指示燈L9閃爍，表示平臺(tái)正在查看圖像。DSP通過(guò)數(shù)據(jù)總線從輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)和輸出圖像存儲(chǔ)區(qū)調(diào)用圖像分別輸出到左右兩個(gè)LCD顯示屏上，左側(cè)LCD屏
顯示輸入圖像力，右側(cè)IXD屏顯示輸出圖像// ,當(dāng)結(jié)果輸出完畢，單片機(jī)通過(guò)I/O —引腳發(fā)
送一持續(xù)高電平至圖像紅色指示燈L9及圖像綠色指示燈LlO亮。圖6是本發(fā)明的圖像處理算法庫(kù)結(jié)構(gòu)圖，該算法庫(kù)全面涵蓋了圖像工程領(lǐng)域的基本圖像處理算法，主要分為四個(gè)單元，包括圖像處理基礎(chǔ)、圖像處理、圖像分析以及圖像理解，每個(gè)單元又分為若干個(gè)子算法庫(kù)。第一部分，圖像處理基礎(chǔ)分為圖像獲取以及圖像表達(dá)和顯示。圖像獲取又分為從實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)部設(shè)備獲取和從外部設(shè)備獲取，圖像表達(dá)和顯示又分為圖像分辨率調(diào)整、彩色空間轉(zhuǎn)換、圖像幾何變換等內(nèi)容。第二部分，圖像處理單元分為圖像頻域變換、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、幾何失真校正、 圖像重建、圖像編碼、圖像水印和形態(tài)學(xué)圖像處理八個(gè)算法庫(kù)，每個(gè)算法庫(kù)又包含若干個(gè)算法。第三部分，圖像分析單元包括圖像分割、圖像目標(biāo)特征提取和高級(jí)圖像分析三個(gè)算法庫(kù)，圖像分割分為閾值分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域分割等，目標(biāo)特征包括目標(biāo)的邊界、面積、 紋理等，高級(jí)圖像處理包括目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析、目標(biāo)識(shí)別等內(nèi)容。第四部分，圖像理解單元包括立體視覺(jué)、圖像信息融合和基于內(nèi)容的圖像檢索。總體而言，該圖像處理算法庫(kù)中算法框架的劃分，采用了分層結(jié)構(gòu)，涵蓋了圖像工程領(lǐng)域中已有的主要方向和算法。四個(gè)單元相互聯(lián)系，又互為補(bǔ)充，在使用的過(guò)程中可以單獨(dú)調(diào)用，也可以結(jié)合使用。例如，對(duì)于讀取的一幅圖像，可以采用圖像增強(qiáng)算法增加對(duì)比度，采用閾值化算法分割圖像中的目標(biāo)，再結(jié)合特征提取算法獲得目標(biāo)的邊界和面積信息。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于，包括可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)、 圖像處理算法選擇平臺(tái)、圖像處理算法庫(kù)；其中所述可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)包括電源電路、DSP處理器、存儲(chǔ)器模塊、接口模塊；所述圖像處理算法選擇平臺(tái)包括開(kāi)關(guān)模塊、鍵盤(pán)模塊、單片機(jī)控制電路和顯示模塊；所述圖像處理算法庫(kù)存儲(chǔ)于可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)的存儲(chǔ)器模塊中；其中，所述鍵盤(pán)模塊用于輸入用戶(hù)選擇待處理圖像的來(lái)源和選擇圖像處理的算法序列號(hào)；所述單片機(jī)控制電路識(shí)別待處理圖像的來(lái)源，當(dāng)待處理圖像來(lái)自PC機(jī)內(nèi)部，則調(diào)用 DSP處理器從PC機(jī)內(nèi)部文件讀取待處理圖像至存儲(chǔ)器模塊；當(dāng)待處理圖像來(lái)自PC機(jī)外部， 則由所述接口模塊輸入外部圖像至存儲(chǔ)器模塊；同時(shí)單片機(jī)控制電路讀取所述圖像處理的算法序列號(hào)后將其發(fā)送至DSP處理器；DSP處理器根據(jù)圖像處理的算法序列號(hào)調(diào)用圖像處理算法庫(kù)中相應(yīng)的圖像處理算法對(duì)待處理的圖像進(jìn)行處理，處理完畢后，DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)總線將處理后的圖像、存儲(chǔ)器模塊中的原始圖像一并發(fā)送至顯示模塊顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于，所述DSP 處理器選用TI公司的產(chǎn)品TMS320C6^系列。
3.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述存儲(chǔ)器模塊至少包括一個(gè)與DSP處理器相連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)原始輸入的圖像信息和經(jīng)算法處理后待輸出的圖像信息。
4.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述存儲(chǔ)器模塊包括一個(gè)與DSP處理器相連接的程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)DSP處理器的執(zhí)行程序以及圖像處理算法庫(kù)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)還包括語(yǔ)音輸入輸出模塊、數(shù)字量輸入接口、數(shù)字量輸出接口、視頻輸入輸出編解碼模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述單片機(jī)控制電路采用MSP430系列作為主控芯片采集鍵盤(pán)模塊的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述圖像處理算法庫(kù)涵蓋圖像工程領(lǐng)域中所有常見(jiàn)的圖像處理方法和內(nèi)容，并具有可擴(kuò)展性。
8.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述顯示模塊為兩個(gè)IXD顯示器，分別用于顯示輸入圖像和輸出圖像。
9.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，其特征在于所述圖像處理算法選擇平臺(tái)還包括用于顯示工作狀態(tài)的指示燈模塊。
10.一種如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)的圖像處理方法， 其特征在于，包括以下步驟步驟1、啟動(dòng)可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)電源和圖像處理算法選擇平臺(tái)電源，完成DSP芯片、單片機(jī)芯片的上電復(fù)位初始化工作；步驟2、單片機(jī)采集信號(hào)源導(dǎo)入方式，并將導(dǎo)入方式通過(guò)串口傳遞給DSP芯片，若從內(nèi)部導(dǎo)入，則DSP處理器從PC機(jī)內(nèi)部文件讀取；若從外部設(shè)備導(dǎo)入，則DSP處理器從USB接口讀取圖像信號(hào)源，導(dǎo)入的圖像A被存放到輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)的{ h }單元，i為從1開(kāi)始的自然數(shù)；步驟3、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成信號(hào)源導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟4 ； 如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則i值加1，返回步驟2 ；如果未采集到導(dǎo)入完成或?qū)肜^續(xù)信號(hào)，則延遲等待；步驟4、單片機(jī)采集選擇圖像處理算法序列號(hào)，同時(shí)將采集到的序列號(hào)通過(guò)串口傳輸給 DSP處理器，DSP處理器根據(jù)獲得的序列號(hào)從圖像處理算法庫(kù)中選取相應(yīng)的算法并開(kāi)始導(dǎo)入第J個(gè)算法到臨時(shí)算法存儲(chǔ)區(qū)的！4 單元，J為從ι開(kāi)始的自然數(shù)；步驟5、單片機(jī)查詢(xún)判斷是否完成算法導(dǎo)入；如果采集到導(dǎo)入完成信號(hào)，則轉(zhuǎn)步驟6 ；如果采集到導(dǎo)入繼續(xù)信號(hào)，則J值加1，返回步驟4 ；如果未采集到導(dǎo)入完成或?qū)肜^續(xù)信號(hào)， 則延遲等待；步驟6、圖像處理步驟，DSP處理器根據(jù)選取的算法綜合{4^ = (4....,4+^4^)和輸入數(shù)據(jù)圖像k = Zii進(jìn)行圖像處理，處理順序按算法導(dǎo)入的先后次序進(jìn)行，直到完成最后選 i-l取的算法4 的處理，最后輸出結(jié)果到圖像存儲(chǔ)區(qū){ , }；步驟7、結(jié)果顯示步驟，DSP處理器通過(guò)數(shù)據(jù)總線從輸入圖像存儲(chǔ)區(qū)和輸出圖像存儲(chǔ)區(qū)調(diào)用圖像分別顯示在兩個(gè)IXD顯示屏上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于數(shù)字信號(hào)處理器的圖像處理平臺(tái)，包括可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)、圖像處理算法選擇平臺(tái)和圖像處理算法庫(kù)；其中，可擴(kuò)展DSP硬件平臺(tái)包括DSP處理器、存儲(chǔ)器模塊、接口模塊；圖像處理算法選擇平臺(tái)包括鍵盤(pán)模塊、單片機(jī)控制電路和顯示模塊；圖像處理算法庫(kù)以新的分類(lèi)方式涵蓋了圖像工程領(lǐng)域中所有常見(jiàn)的圖像處理方法和內(nèi)容，并具有可擴(kuò)展性；本發(fā)明還公開(kāi)了該平臺(tái)的圖像處理方法，分為信號(hào)源選擇、圖像處理算法選擇、圖像處理和結(jié)果輸出四個(gè)步驟，本發(fā)明具有較高的靈活性和擴(kuò)展性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的動(dòng)態(tài)輸入輸出、對(duì)算法的動(dòng)態(tài)選擇、動(dòng)態(tài)處理過(guò)程。
文檔編號(hào)G06F3/14GK102509254SQ20111032735
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張麗麗, 徐淑芳, 李建霓, 楊會(huì)杰, 沈潔, 王慧斌, 董欣 申請(qǐng)人:河海大學(xué)