基于DSP的光学图像处理系统的设计与应用

论文摘要

数字图像处理系统已经广泛应用于各种民用、军用领域。目前,我国的光学图像处理系统大部分是基于PC机的,由于体积较大,使用范围大大受到限制。因此,研究一种小型化光学图像处理系统将对工业生产技术的发展起到促进作用。本文提出了一种基于DSP的嵌入式光学图像处理系统,并针对条纹图像开发了在DSP平台上运行的图像处理程序。通过对典型光学条纹图像的应用,验证了基于DSP的小型化图像处理系统的可行性。本文主要研究内容和创新工作包括以下几点:(1)完成了基于DSP图像处理系统的硬件设计方案,采用了双口RAM作为缓冲存储器,解决了图像采集模块与DSP之间因为时序不统一而无法直接传输数据的问题,使得图像数据能够在图像采集模块与DSP之间高速传输。(2)本文不仅设计了硬件的初始化和驱动程序,并且根据条纹图像的特点,开发了条纹图像处理程序,使整个图像处理系统具备图像采集、传输、优化处理和存储等功能,最终构成了一个运行稳定、处理速度快的小型化图像处理系统。(3)将图像处理系统在光学干涉计量中作了应用。本文首先分析了全息双曝光条纹图像,对条纹疏密与试件形变的关系作了定性分析。然后又用系统对散斑双曝光条纹图像的条纹间距进行了测量,通过与人工测量的结果的对比可知,图像处理系统的测量精度高于人工测量值。本文研究结果表明,论文研究基于DSP的、嵌入式小型化的光学图像处理系统运行稳定可靠,处理速度快,进一步完善后,应用于实际工业生产与检测将是切实可行的,本文研究为光学图像处理技术提供了新方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字图像处理技术的发展
• 1.2 光学图像处理技术的研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 基于DSP 的图像处理系统的硬件设计与实现
• 2.1 系统的总体设计
• 2.2 DSP 系统设计的关键技术
• 2.2.1 DSP 芯片概述
• 2.2.2 DSP 芯片的选择
• 2.2.3 TechV-C6713 型DSP 开发板资源
• 2.3 图像采集模块及功能
• 2.4 缓冲存储器的设计
• 2.4.1 DSP 与双口RAM 的连接
• 2.4.2 DSP 与双口RAM 之间的数据传输
• 2.5 图像存储器的扩展
• 2.5.1 HY57V643220 型SDRAM
• 2.5.2 DSP 与SDRAM 的连接
• 2.5.3 DSP 外部存储器接口的SDRAM 寄存器设置
• 2.6 系统的初始化设计
• 2.6.1 CCS 的使用
• 2.6.2 软件的初始化流程设计
• 2.7 PCB 设计中的关键问题
• 2.8 本章小结
• 第三章 光学图像处理系统的程序设计
• 3.1 图像处理方法概述
• 3.1.1 图像增强
• 3.1.2 空间域滤波
• 3.1.3 图像的二值化
• 3.2 图像处理系统的程序设计
• 3.2.1 程序的总体设计
• 3.2.2 图像增强处理程序的设计
• 3.2.3 图像中值滤波处理程序的设计
• 3.2.4 图像二值化处理程序的设计
• 3.2.5 条纹间距的计算
• 3.3 本章小结
• 第四章 光学图像处理系统的典型应用与分析
• 4.1 系统在全息干涉计量中的应用
• 4.1.1 全息术的基本原理
• 4.1.2 全息双曝光干涉条纹的采集
• 4.1.3 全息双曝光干涉条纹图像的处理
• 4.1.4 实验结果分析
• 4.2 系统在散斑干涉计量中的应用
• 4.2.1 散斑计量技术概述
• 4.2.2 散斑双曝光干涉条纹图像的获得方法
• 4.2.3 散斑双曝光干涉条纹的处理
• 4.2.4 散斑双曝光条纹间距的计算
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文
• 研究生期间获奖情况