基于网络技术的嵌入式图像采集系统设计

摘要

随着科技的进步和社会的发展,各类基于数字图像处理技术的机器视觉系统已经广泛应用于社会各个领域,如工业控制、军事国防、生物医学等各行各业,其中图像采集技术是关键技术之一。与此同时,作为当今最热和最有生命力的两个技术----网络技术和嵌入式技术的运用也越来越广泛。结合网络和嵌入式技术的图像采集系统开发具有重要的实用价值。
　　本文提出的是一种基于网络技术的图像采集方案,系统的硬件采用ARM处理器,软件基于Linux操作系统开发。所设计的嵌入式硬件系统选用美国德州仪器(TI)公司基于CortexA8架构的DM3730为主处理器,外围配以视频捕获模块、数据处理模块、通信接口模块、电源模块等完成整体功能。在所设计的硬件平台上,针对性地对系统启动加载代码、Linux内核、根文件系统进行裁剪和定制,并分别实现了基于SD卡和Nand Flash存储介质的系统加载和运行。随后,在Linux操作系统平台上,开发了基于V4L2的视频图像捕捉代码和基于跨平台视频工具 ffmpeg的视频图像编码打包代码,并基于UDP传输协议实现了图像数据的网络传输。论文同时开发了基于Linux X Window系统的上位机应用软件,建立与所设计图像采集卡的通信链接,实现了视频图像的接收和播放。完成了图像采集系统的软硬件调试,并进行了相关的运行实验。实验结果表明,本文设计的图像采集系统支持多种图像分辨率、帧率的选择,同时支持RGB、YUV等多种视频格式,系统的传输率能适应网络的状态。本设计实现了基于网络技术的嵌入式图像采集系统的基本要求,为下一步开发基于千兆网的图像采集系统提供了一个良好的基础。

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第一章 绪论

1.1 图像采集系统综述

1.2 嵌入式系统的概念、发展及应用

1.3 本文研究内容和结构安排

第二章 图像采集系统总体方案设计

2.1 嵌入式图像采集系统框架设计

2.2 DM3730处理器电路

2.3 电源模块

2.4 时钟复位模块

2.5 系统加载和存储电路模块

2.6 传感器模块

2.7 通信模块

2.8 本章小结

第三章 嵌入式Linux系统设计与移植

3.1嵌入式操作系统的选用

3.2 Ubuntu10.04下开发环境建立

3.3嵌入式Linux操作系统设计

3.4 嵌入式Linux操作系统烧写

3.5 Video Capture驱动框架介绍

3.6 本章小结

第四章 基于Linux的嵌入式图像采集系统的实现

4.1 视频图像捕捉模块设计

4.2视频图像处理模块设计

4.3 视频图像传输模块设计

4.4视频图像播放模块设计

4.5 性能测试与分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢