基于DSP实现的图像信号处理技术研究——在交通信号机中的应用
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摘要
本文介绍了图像处理的一些基本概念、基本方法，特别是对边缘检测理论做了较为详细的介绍。主要研究的内容是：通过提取边缘的方法，提取交通路口所拍摄的图像信号中车流的队长信息，传送到上位机以后，再由上位机送出对交通路口的控制指令，从而控制交通路口的绿信比。硬件上采用DSP芯片作为主处理器芯片，对拍摄的图像进行采集、处理并与其它的微处理器进行通信，同时设计了许多的通信接口。
主要完成了以TI公司VC5402DSP芯片作为主处理器芯片，以Flash来存储程序代码的硬件设计和调试工作，以及对DSP系统调试方案中系统稳定性问题的探讨，同时对本系统设计中的不足之处提出了一些新的改进方案。在对A／D器件的初始化时，通过使用VC54xDSP的汇编指令，按I~2C总线协议进行模拟设计初始化程序，探讨了将多通道缓冲串口用作通用I／O口一系列的配置方案。
In this thesis, Some basic conceptions and methods to process the image are introduced, especially, the theory of edge detection is described in detail .the main purpose of this research is to get the length of the motor vehicle queue from the picture captured on traffic cross road by the method of edge detection , further , to control the time ratio of red light and green light .Dsp is chosen to be the main Microprocessor on hardware design . By CCD , Dsp is used to gather the picture, process it and communicate with the other Microprocessor .There are many connecting ports reserved for the other electronic components.
Successfully design the hardware system which is centered around Vc5402 Dsp produced by TI company and debug the hardware circuit board .At last , Discuss the stability of the DSP system and analyze it , and give forward to some improved design ways. When A/D converter is initialized , Assembly language command is
used to program A/D chip abided by I2 c bus protocol. These configuration that
multi-channel buffer serial ports are used for general input and output ports are discussed in this paper .
主要完成了以TI公司VC5402DSP芯片作为主处理器芯片，以Flash来存储程序代码的硬件设计和调试工作，以及对DSP系统调试方案中系统稳定性问题的探讨，同时对本系统设计中的不足之处提出了一些新的改进方案。在对A／D器件的初始化时，通过使用VC54xDSP的汇编指令，按I~2C总线协议进行模拟设计初始化程序，探讨了将多通道缓冲串口用作通用I／O口一系列的配置方案。
In this thesis, Some basic conceptions and methods to process the image are introduced, especially, the theory of edge detection is described in detail .the main purpose of this research is to get the length of the motor vehicle queue from the picture captured on traffic cross road by the method of edge detection , further , to control the time ratio of red light and green light .Dsp is chosen to be the main Microprocessor on hardware design . By CCD , Dsp is used to gather the picture, process it and communicate with the other Microprocessor .There are many connecting ports reserved for the other electronic components.
Successfully design the hardware system which is centered around Vc5402 Dsp produced by TI company and debug the hardware circuit board .At last , Discuss the stability of the DSP system and analyze it , and give forward to some improved design ways. When A/D converter is initialized , Assembly language command is
used to program A/D chip abided by I2 c bus protocol. These configuration that
multi-channel buffer serial ports are used for general input and output ports are discussed in this paper .
引文
1) 戴明桢、周建江，TMS320C54xDSP结构、原理、开发及应用，北京航天航空大学出版社，2000
2) 李辉，ISP系统设计技术入门与应用，电子工业出版社，2002
3) 惠启明．应用电视技术，云南科技出版社，1997
4) 夏德深、傅德胜，现代图像处理技术与应用，东南大学出版社，1997
5) 戴逸明、梁小雯、裴小平，基于DSP的现代电子系统设计，电子工业出版社，2002
6) 李刚，数字信号微处理器的原理及其开发应用，天津大学出版社，2000
7) 藤井信生【日】编，王力衡、薛培鼎、王有功、崔东印译，电子实用手册，科学出版社，2001
8) 李震、施建成，高光谱遥感积雪制图算法及验证[J]，测绘学报，Vol．30， No．1，pp67-73，2001
9) 丁玉美、高西全、彭学愚．数字信号处理，西安电子科技大学出版社，1999
10) 刘东华，力源电子工程，武汉力源电子股份有限公司主办，2001年11月25日出版，第3期。
11) 林立伟、王向玲，国外电子元器件，2002．1
12) 赵建东、陈恳、王广炎，电子产品世界，中国科技信息技术研究所与美国国际数据集团(IDG)合办，2002．1
13) W．K．普拉特【美】，数字图像处理学(影音版)，1999
14) 任丽香、淑芬、方慧，TMS320C6000系列DSPs的原理和应用，电子工业出版社，2001
15) 朱秀昌、刘峰、胡栋，数字图像处理与图像通信，北京邮电大学出版社，2001
16) 曾繁泰、侯亚宁、崔元明，可编程器件应用导论，清华大学出版社，2000
17) 精英科技，视频压缩和音频编码技术，中国电力出版社，2001
18) 赵不贿，在系统可编程器件与开发技术，机械工业出版社，1999
19) 赵荣椿．数字图像处理导论．西安：西北工业大学出版社．1999
20) 数字视频处理(影印版) 清华大学出版社·Prentice Hall公司，1997
21) J. Song and E. J. Delp, The analysis of morpholopical filters with multiple structuring elements [J], Comput. Vision, Graphics, Image Processing,
22) S. Wang and R. M. Haralick, Automatic multithreshold selection [J], Comput. Vis. Graph. Image Process., Vol. 25, No. 1, pp46-47, 1984
23) J. Yoo, E.J. Coyle, and C. A. Bouman, Dual stack filters and the modified difference of estimates approach to edge detection [J], IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 6, No. 12, pp1634-1645, 1997
24) 陈武凡，彩色图像边缘检测的新算法[J]，中国科学(A辑)，Vol．25，No．2，pp219-224，1995
25) Peter V. Henstock and David Chelberg, Automatic gradient threshold determination for edge detection [J], IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 5, No. 5, pp784-787, 1996
26) A. Fotinos, G. Economou and S. Fotopoulos, Use of relative entropy in colour edge detection, IEE Electronics Letters, Vol. 35, No. 18, pp1532 -1534, 1999
27) 章毓晋编著，图像处理分析[M]，清华大学出版社，1999(3)，第一版，pp13-41
28) P. J. Burt, T.H. Hong and A. Rosenfeld, Segmentation and estimation of image region properties through cooperative hierarhical computation [J], IEEE Trans., Vol.: SMC-11, No. 12, pp. 802-809, 1981
29) 崔屹，数字图像处理技术及应用，电子工业出版社，1997
30) 吴一全，朱兆达，图像处理中阈值选取方法30年(1962-1992)的进展(一)，数据采集与处理，1993，8(3)：193～121
31) W.Doyle. Operation Useful for Similarity-Invariant Pattern Recognition, Journal of the ACM, 1962, 9(2):259～267
32) 吴一全，朱兆达，图像处理中阈值选取方法30年(1962-1992)的进展(二)，数据采集与处理，1993，8(4)：193～121
33) Edward J. Delp, Henry Chu., Detecting Edge Segment. IEEE Transaction on System, Man, and Cybernetics, 1985, SMC-15(1):144～152
34) John Canny. A Computational Approach to Edge Detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1986, PAMI-8(6):679～698
35) Kenneth．R．Castleman著，朱志刚等译，数字图像处理[M]，电子工业出版社，1998(9)，pp1-28
36) 何立民，I~2C总线应用设计，北航出版社，1995．
37) W. H. Tsai, Moment-preserving thresholding: a new approach [J], Computer Vision, Graphics, and Image Processing, Vol. 29, No. 3, pp377-393, 1985
2) 李辉，ISP系统设计技术入门与应用，电子工业出版社，2002
3) 惠启明．应用电视技术，云南科技出版社，1997
4) 夏德深、傅德胜，现代图像处理技术与应用，东南大学出版社，1997
5) 戴逸明、梁小雯、裴小平，基于DSP的现代电子系统设计，电子工业出版社，2002
6) 李刚，数字信号微处理器的原理及其开发应用，天津大学出版社，2000
7) 藤井信生【日】编，王力衡、薛培鼎、王有功、崔东印译，电子实用手册，科学出版社，2001
8) 李震、施建成，高光谱遥感积雪制图算法及验证[J]，测绘学报，Vol．30， No．1，pp67-73，2001
9) 丁玉美、高西全、彭学愚．数字信号处理，西安电子科技大学出版社，1999
10) 刘东华，力源电子工程，武汉力源电子股份有限公司主办，2001年11月25日出版，第3期。
11) 林立伟、王向玲，国外电子元器件，2002．1
12) 赵建东、陈恳、王广炎，电子产品世界，中国科技信息技术研究所与美国国际数据集团(IDG)合办，2002．1
13) W．K．普拉特【美】，数字图像处理学(影音版)，1999
14) 任丽香、淑芬、方慧，TMS320C6000系列DSPs的原理和应用，电子工业出版社，2001
15) 朱秀昌、刘峰、胡栋，数字图像处理与图像通信，北京邮电大学出版社，2001
16) 曾繁泰、侯亚宁、崔元明，可编程器件应用导论，清华大学出版社，2000
17) 精英科技，视频压缩和音频编码技术，中国电力出版社，2001
18) 赵不贿，在系统可编程器件与开发技术，机械工业出版社，1999
19) 赵荣椿．数字图像处理导论．西安：西北工业大学出版社．1999
20) 数字视频处理(影印版) 清华大学出版社·Prentice Hall公司，1997
21) J. Song and E. J. Delp, The analysis of morpholopical filters with multiple structuring elements [J], Comput. Vision, Graphics, Image Processing,
22) S. Wang and R. M. Haralick, Automatic multithreshold selection [J], Comput. Vis. Graph. Image Process., Vol. 25, No. 1, pp46-47, 1984
23) J. Yoo, E.J. Coyle, and C. A. Bouman, Dual stack filters and the modified difference of estimates approach to edge detection [J], IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 6, No. 12, pp1634-1645, 1997
24) 陈武凡，彩色图像边缘检测的新算法[J]，中国科学(A辑)，Vol．25，No．2，pp219-224，1995
25) Peter V. Henstock and David Chelberg, Automatic gradient threshold determination for edge detection [J], IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 5, No. 5, pp784-787, 1996
26) A. Fotinos, G. Economou and S. Fotopoulos, Use of relative entropy in colour edge detection, IEE Electronics Letters, Vol. 35, No. 18, pp1532 -1534, 1999
27) 章毓晋编著，图像处理分析[M]，清华大学出版社，1999(3)，第一版，pp13-41
28) P. J. Burt, T.H. Hong and A. Rosenfeld, Segmentation and estimation of image region properties through cooperative hierarhical computation [J], IEEE Trans., Vol.: SMC-11, No. 12, pp. 802-809, 1981
29) 崔屹，数字图像处理技术及应用，电子工业出版社，1997
30) 吴一全，朱兆达，图像处理中阈值选取方法30年(1962-1992)的进展(一)，数据采集与处理，1993，8(3)：193～121
31) W.Doyle. Operation Useful for Similarity-Invariant Pattern Recognition, Journal of the ACM, 1962, 9(2):259～267
32) 吴一全，朱兆达，图像处理中阈值选取方法30年(1962-1992)的进展(二)，数据采集与处理，1993，8(4)：193～121
33) Edward J. Delp, Henry Chu., Detecting Edge Segment. IEEE Transaction on System, Man, and Cybernetics, 1985, SMC-15(1):144～152
34) John Canny. A Computational Approach to Edge Detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1986, PAMI-8(6):679～698
35) Kenneth．R．Castleman著，朱志刚等译，数字图像处理[M]，电子工业出版社，1998(9)，pp1-28
36) 何立民，I~2C总线应用设计，北航出版社，1995．
37) W. H. Tsai, Moment-preserving thresholding: a new approach [J], Computer Vision, Graphics, and Image Processing, Vol. 29, No. 3, pp377-393, 1985