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基于嵌入式系统的数字图像采集处理系统研究的开题报告

一、研究背景与意义

在现代数字化时代，数字图像采集处理已经成为了很多领域中必不可少的工具。例如在医学领域中，医生对于影像的诊断准确率很大程度上依赖于数字图像采集和处理的结果。同时在工业领域，数字图像采集和处理也是很多工业检测和质量控制所必须的工艺。因此，数字图像采集处理已经成为了一门重要的技术。

嵌入式系统是近年来在电子信息技术领域中不断发展和壮大的一项技术。嵌入式系统具有体积小、功耗低、高性能等特点。因此，嵌入式系统可以很好地应用于数字图像采集处理的领域中。嵌入式系统结合了数字信号处理和嵌入式处理技术，能够实现数字图像的采集、预处理和存储等功能，同时可以嵌入到各种控制设备中，实现数字图像采集处理领域的智能化和自动化。

因此，本研究旨在通过嵌入式系统的技术手段，研究数字图像采集处理系统的工作原理，设计并实现一套高效、可靠的数字图像采集处理系统，为相关领域的科学研究和生产实践提供一种新型的数字图像处理技术。

二、研究内容

1.数字图像采集处理系统的工作原理分析。

2.数字图像的采集、处理与编码技术研究，包括：采集模块、图像传输模块、图像处理模块等模块的设计与实现。

3.基于嵌入式系统的数字图像采集处理系统软硬件的设计和开发。其中包括：嵌入式处理器的选择、嵌入式系统的架构设计、硬件电路设计、通信接口模块设计和软件程序编写等。

4.系统测试与性能分析，对所设计的数字图像采集处理系统进行测试与评估，优化其性能，最终得到一套高效、可靠的数字图像采集处理系统。

三、研究方案与技术路线

1.方案设计

本研究采用基于嵌入式系统的数字图像采集处理系统设计方案。在硬件方面，采用ARMCortex-A9处理器作为主控芯片，利用FPGA实现数字图像采集处理系统的核心处理和储存模块。实现数字图像的采集、预处理和存储等功能。在软件方面，采用Linux操作系统进行操作界面的实现。

2.技术路线

首先，在嵌入式系统领域选择合适的处理器和FPGA作为数字图像采集处理系统的核心。具体而言，我们选择ARMCortex-A9处理器作为主控芯片，搭配FPGA进行硬件运算处理和数字图像储存。其次，在软件方面，采用Linux操作系统进行相关应用程序的实现，并通过调试对数字图像采集处理系统进行功能测试和性能评估。最后，对系统进行改进以优化系统性能，并将系统转化为产品，为科学研究和生产实践提供服务。

四、预期成果

1.基于嵌入式系统的数字图像采集处理系统的详细设计与实现，包括采集硬件、图像传输模块、图像处理模块等关键技术的研究。

2.对所设计的数字图像采集处理系统进行性能测试和评估，包括图像采集时间、图像传输时间、图像处理时间和存储空间等方面的性能分析。

3.在系统的基础上开发相关应用，为科学研究和生产实践提供服务。

五、研究计划

时间节点|研究任务

--|--

第1-2个月|数字图像采集处理系统工作原理的详细分析和研究，确定系统的技术路线和设计方案。

第3-4个月|系统IOC架构的设计与开发，包括采集模块、传输模块和处理模块等设计和编码。

第5-6个月|数字图像采集处理系统的硬件设计与开发，包括FPGA和处理器的设计和调试工作。

第7-8个月|软件系统的开发和测试，包括系统的配置、操作和管理等功能的实现。

第9-10个月|对系统进行应用测试和性能评估，开发相关应用。

第11-12个月|系统的优化改进和产品转化。

六、参考文献

[1]杨明.数字图像处理[M].北京:清华大学出版社,2016.

[2]杨近生.嵌入式系统设计：基于ARMCortex-M0架构[M].北京:电子工业出版社,2018.

[3]郑鑫.嵌入式系统软件开发指南[M].北京:科学出版社,2018.

[4]JohnsenSO,TranCQ,JensenLH,etal.AnEfficientEmbeddedSystemforImageProcessingApplications[C]//2017InternationalConferenceonEmbeddedComputerSystems:Architectures,ModelingandSimulation(SAMOSXVII).IEEE,2017:182-189.

[5]WangL,ChenY,LinX,etal.DesignofEmbeddedMulti-ChannelVideoAcquisitionSystem[C]//20194thInternationalConferenceonImage,VisionandComputing(ICIVC).IEEE,2019:701-70