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基于嵌入式Linux视频采集平台的开发

2020-12-06阅读(835)

基于嵌入式Linux视频采集平台的开发

论文摘要

图像视频采集技术在工农业生产、军事、医学、消费电子以及安全监控等领域有着极广泛的应用。传统的图像视频采集系统是由CCD摄像头,采集卡和计算机组成,一般功能较为齐全,但体积较大,价格高。随着嵌入式设备的出现和发展,该系统朝着微型化、网络化和智能化的方向发展。嵌入式图像视频采集系统一般是由微型摄像头、图像处理与微处理器芯片和存储器等构成的专用电路系统,具有体积小,功能强,接口丰富等特点,并且方便携带,与传统的大型图像采集器相比,嵌入式图像采集系统因体积小,便于移动,可以用于复杂环境下的图像采集。本文提出了一种基于ARM处理器的嵌入式图像视频采集传输系统的解决方案。该方案使用三星系列嵌入式处理器S3C2410 (ARM920T)为CPU,USB摄像头和LCD;系统软件平台使用嵌入式Linux2.6.14操作系统。与传统的采用Windows操作系统在PC上运行采集程序的方案相比,本系统体积小,便于携带,并且占用内存低。在软件算法上,与现有的单帧采集相比,本系统通过mmap函数将LCD显示缓冲区映射到用户空间的内存区,而直接对内存区进行读写来提高显示速度,并且在采集的时候使用了双缓冲设计,可以达到采集图像的同时显示在LCD上,故系统具有处理响应速度快,体积小,功耗低等优点。为了能适应网络的传输,本文的最后对嵌入式小波零树压缩(EZW)进行了改进,实验结果表明,在相同的压缩比下,改进算法要比EZW算法效果好。系统采用模块化设计,各部分相互协调、形成了一个完整的图像视频采集系统,并且有很强的可扩展性。由于使用ARM处理器,平台功耗较低,并且采用开源的Linux操作系统,并未使用商用的软件包,完全从底层开发,使整个平台软件部分开发成本较低,具有广阔的推广前景。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 嵌入式系统的现状
  • 1.2 图像视频采集装置的发展现状
  • 1.3 课题的提出及研究价值
  • 1.4 本文的研究内容和创新点
  • 第二章 硬件系统设计
  • 2.1 本系统的整体硬件结构
  • 2.2 ARM 处理器选型
  • 2.3 存储器选型
  • 2.4 主要功能模块接口设计
  • 2.4.1 RAM 接口设计
  • 2.4.2 FLASH 接口设计
  • 2.4.3 DM9000 网络接口设计
  • 2.4.4 USB 接口设计
  • 2.4.5 UART 接口设计
  • 2.4.6 LCD 显示电路的设计
  • 2.5 本章总结
  • 第三章 嵌入式LINUX 操作系统在AMR 平台上的移植
  • 3.1 嵌入式LINUX 开发环境的搭建
  • 3.2 LINUX 内核结构分析
  • 3.3 LINUX 内核移植实现
  • 3.3.1 内核移植过程
  • 3.3.2 编译内核常见问题的解决
  • 3.4 本章总结
  • 第四章 LINUX 下的设备驱动程序
  • 4.1 设备驱动程序的组成
  • 4.1.1 Linux 系统下驱动的实现步骤
  • 4.1.2 嵌入式Linux 设备驱动的大致流程
  • 4.2 LCD 驱动的移植
  • 4.3 本章总结
  • 第五章 本系统的图像采集和显示设计
  • 5.1 摄像头驱动程序的移植和加载
  • 5.2 VIDE04LINUX 编程
  • 5.3 编程中关键步骤介绍
  • 5.4 本系统中使用的采集和显示方案
  • 5.4.1 LCD 实时显示从ov511 摄像头上采集的图像
  • 5.4.2 LCD 显示从zc301 摄像头上采集的图像
  • 5.5 实验结果分析
  • 5.6 本章总结
  • 第六章 嵌入式小波压缩算法的改进
  • 6.1 小波编码的基本框架
  • 6.2 嵌入式小波压缩算法
  • 6.3 本文对嵌入式小波压缩算法的改进
  • 6.4 实验结果分析
  • 6.5 本章总结
  • 第七章 工作总结与展望
  • 7.1 工作总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 研究生期间的科研成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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