- 文献综述(或调研报告):
3.1 图像采集系统的发展
第一阶段从二十世纪六十年代后期到八十年代末,这一时期主要是以模拟设备为基础构建的图像信息采集与处理系统。在当时对这类产品的研究集中在英国和美国,例如它们生产的图像分析系统、图像计算机等。不过那时该类产品的价格比较昂贵且体积庞大,采用的都是机箱式的系统结构设计。就当时而言,其产品功能还是比较强大的。而同一时期在国内,对这类产品的研发还刚刚处于起步阶段,产品设计的结构采用的同样是机箱式,比如当时清华大学设计的此类系统等。总的来说。这一阶段还只是处于模拟图像处理系统时期。
第二阶段从二十世纪八十年代中期到九十年代中期,开始出现了插卡式的系统结构设计,使得该类产品的体积越来越小。主要是采用图像采集卡插入计算机的方案,来实现图像采集系统。这个阶段的图像采集卡大多数使用集成电路来设计,减小了整个系统的体积,产品更加小型化,价格也较之前便宜。同时这一阶段计算机技术有了很大的发展,数据的高速处理能不断增强。图像采集与处理系统利用其这个优势采用ISA总线接口模式,使用图像采集卡计算机以及应用软件的组成形式,实现了对图像信息的压缩、存储、分析及显示。
第三阶段从二十世纪九十年代中后期开始,用PCI总线逐步取代ISA总线接口来实现系统的设计。同时随着技术的不断进步,出现了采用专用芯片或大规模集成电路取代PC机的图像采集与处理系统8.这阶段出现的优秀产品主要是美国TL公司研制生产的DSP及其图像处理平台,而国内开始出现比较成熟的此类产品是在九十年代末。
3.2 嵌入式图像采集与处理
图像采集的过程就是将图像传感器收集到的图像信息,经过采样、量化等处理业由模拟信号转化为数字信号,即图像信号的高散化和数字化,经数字化后的信号能够保存在相应的存储器中。
当前图像处理技术得到了很大发展,对图像处理技术的应用也越来越广泛。以往通过计算机去采集和处理图像的方法,已经无法满足现实需求对采集速度及应用场合的要求,需要图像采集系统的性能进一步完善。作为嵌入式图像采集与处理系统来说,它有体积小、功耗少以及成本低等特点,而且处理器能力和专用性强。
一般来说,图像采集可以分为静态图像采集和动态图像采集河。静态图采集就是实现对某个特定时刻的图像的记录,比如拍照。而动态图像采集是在段连续的时间内对图像进行采集,图像组成动态画面,比如生活中看到的视频图像。通过相机设备采集到图经过模/数转换后保存到存储器中,然后拷贝到计算机中做相应的处理。现在基于嵌入式技术的图像采集系统比较常见的实现方案有:
1、以现场可编程门阵列FPGA为处理核心,外扩SRAM以扩展内存,搭配图像传感器来实现。
2、以数字信号处理DSP为处理核心,外部扩展SRAM,搭配图像传感器来实现。
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