时间：2023-03-22 17:42:15
序论：在您撰写图像设计论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
在进行图像的设计、选择和处理中，掌握专业软件的基本使用技巧是必需的，图像在网页设计中的功能主要可以分为视觉吸引、信息引导两方面。要达到这样的目的，需要对图像进行合理的处理。使用动画图片，以及适当的色彩对比，形成版式的变化，吸引浏览者的注意，引导其对网站内容的阅读。根据公司对网站的功能定位，其所承载的任务与指向有所不同，对浏览者所作设定亦有差异。比如腾讯公司的腾讯网（）和腾讯（），一个作为门户内容网站，一个作为公司形象网站是两个独立的网站，设计风格，内容和要求差异很大。
2新技术网络
作为第四媒体，其显示终端可能是计算机，平板，电视或智能手机，为了页面兼容等原因，前端设计出现了很多新技术，如div+css技术，Javascript技术等，为了方便管理，一般采用对象的结构、表现和行为分开。结构是对象的内容，表现是其外观，而行为是与浏览者的交互，或者说是浏览者进行鼠标点击或输入内容等操作时，页面的反应。在进行网页设计过程中，图像对象也是如此，利用代码可以对图像进行一些效果的处理，起到资源占用少，页面维护容易等目的，还可以达到一些用基本图像处理技术不易实现的效果。用div+css结合Javascript技术可以实现在网页前端一些设计效果和逻辑处理功能，比如图像轮播和验证码校验功能。在一个存在后台管理的网站中，网页的很多内容来自于后台数据库，一些图片也不例外，内容需要和后台交互，根据数据库的内容和页面的特定逻辑，决定图像的外观。这是基本图像处理技术无法实现的，需要设计者了解动态页面设计技术，常见的技术有，php和jsp技术等。除此之外，还有连接数据库，缩放、剪切、相框、锐化、旋转、翻转、透明度、反色等对网页图片的处理。不再一一举例。
3结论
（一）分析框架
文化是一个非常复杂的概念，为了教学的需要，根据美国人类学传统，将其定义为“一群人共有的理解世界、并用符号表达这一理解的方法”。由此定义不难发现，海报是文化的重要载体，许多文化研究都选择海报作为切入点；关于文化的教科书也常常提到从分析海报入手理解一国文化。这种思路虽有意思，但在教学实践中却存在一个问题：以英语为外语的学生，要怎样才能可靠地找出海报所反映的观念，而不致让自己的解读沦为主观臆断呢？要回答这一问题，一个能解释海报工作原理的分析框架不可或缺。沿着这一思路，本研究在实践中尝试用不同的图像分析框架，包括著名的“图像语法”，来分析海报通过图像反映出的价值观，结果却发现这些框架均不能很好地实现这一目的。究其原因，似乎是因为现有图像分析框架过于注重图像系统的内在结构而忽视了图像与受众间的联系，直接导致它们无法解释海报如何做到通过图像实现其社会目的。鉴于此，本研究主研人开展了海报图像符号分析系统的相关研究工作，最终提出了一个简单有效的分析框架，用以解释海报通过图像系统推广新理念的机制在教学中，首先通过一组简单的例子说明图1所示的图像分析框架。然后，通过小组讨论的形式跟学生一起分析两组文化背景不同的海报，确保学生理解海报通过图像说服受众接受某一理念的机制。在此基础上，引导学生通过该框架发现不同文化符号表征间的同质性，并以此作为检验该分析框架可靠性和合理性的证据。
（二）数据来源
本研究的数据来源之一是学生的书面作业。按照课程要求，学生需选择感兴趣的话题进行研究，并在此基础上撰写相应的书面研究报告；具体到本话题，学生需要运用所学原理以学习小组为单位独立设计一份海报，并以书面报告的形式说明：（1）该海报的预期读者群及其特征；（2）海报设计的基本原理；（3）海报设计的效度评估。最终，超过一半的学生（56人）选择了上述题目作为研究话题。这些书面报告构成了本研究的原始数据。本研究的另一个数据来源就是有针对性的结构性访谈。为了更好地理解学习过程，在期末作业评分结束后，要求每一位选择该话题的学生带着自己作业来与教师面谈五分钟；研究者在访谈开始前明确告知学生本访谈不会影响成绩，要求他们诚实作答。面谈包括如下内容：（1）学生在完成本作业过程中的学习体验；（2）了解学生未在书面报告中展示的学习过程细节，如对基本理论的理解等。所有访谈内容都在征求学生同意的前提下被录制下来，并按照研究的一般程序进行分类和标注，供后续研究分析之用。
二、分析和讨论
在各国高等教育普遍重视创新能力培养的大环境下，与之相关的研究方兴未艾，大批专门测量创新能力的标准化量表相继问世，如常用的“Torrance测试”。遗憾的是，目前很少有量表能直接测量学生图像符号创新能力。尽管如此，已有研究对创新能力测量提出了一些原则，这些原则当能应用到本研究的分析中。经整合，本研究主要从以下两个方面衡量学生的图像符号创新能力：（1）图像符号系统的原创性；（2）图像符号原创性与思维过程间的因果关系。
三、小结
网页中的图像，按照存储格式不同可以分为矢量图和位图，按照使用用途的不同，大致可以分为地址栏图像，网站Logo，网页内容图像等。地址栏图像类似一个图标，显示在地址栏网址前边，一般经过精心设计，能够传递公司专业与精细的形象。内容图像是指嵌在网页中或者作为网页背景的图像。伴随网络技术和软件技术的进步，用于图像处理设计的软件有了很大的发展。网页三剑客中的Dreamweaver在进行网页设计的同时，可以对一些图片进行简单的变化处理，fireworks能满足对网页图片处理的大部分功能要求。对于一些有特殊要求的图像，可以使用Adobe公司的Photoshop软件进行处理；在进行Logo等设计时，一般使用CorelDraw或Illustrator等软件来完成。在进行图像的设计、选择和处理中，掌握专业软件的基本使用技巧是必需的，图像在网页设计中的功能主要可以分为视觉吸引、信息引导两方面。要达到这样的目的，需要对图像进行合理的处理。使用动画图片，以及适当的色彩对比，形成版式的变化，吸引浏览者的注意，引导其对网站内容的阅读。根据公司对网站的功能定位，其所承载的任务与指向有所不同，对浏览者所作设定亦有差异。比如腾讯公司的腾讯网（）和腾讯（），一个作为门户内容网站，一个作为公司形象网站是两个独立的网站，设计风格，内容和要求差异很大。
2新技术
网络作为第四媒体，其显示终端可能是计算机，平板，电视或智能手机，为了页面兼容等原因，前端设计出现了很多新技术，如div+css技术，Javascript技术等，为了方便管理，一般采用对象的结构、表现和行为分开。结构是对象的内容，表现是其外观，而行为是与浏览者的交互，或者说是浏览者进行鼠标点击或输入内容等操作时，页面的反应。在进行网页设计过程中，图像对象也是如此，利用代码可以对图像进行一些效果的处理，起到资源占用少，页面维护容易等目的，还可以达到一些用基本图像处理技术不易实现的效果。用div+css结合Javascript技术可以实现在网页前端一些设计效果和逻辑处理功能，比如图像轮播和验证码校验功能。在一个存在后台管理的网站中，网页的很多内容来自于后台数据库，一些图片也不例外，内容需要和后台交互，根据数据库的内容和页面的特定逻辑，决定图像的外观。这是基本图像处理技术无法实现的，需要设计者了解动态页面设计技术，常见的技术有，php和jsp技术等。
3结论
关键词：嵌入式系统，图像采集，电路设计
Abstract:Inthispaper,wepresenttwodifferentinterfacesbetweendigitalaimagesensorsandaprocessorforembedsystems,I/OmodeandDMW(DirectMemoryWrite)mode.InI/Omode,processorcanreadimagedatathroughI/Oport,andtheinterfaceissimple.InDMWmode,imagedatacanbewriteintoRAMdirectlywhileaprocessorissuspended.
Keywords:EmbedSystem,ImageCapture,ElectronicCircuit
一、引言
随着半导体技术的飞速发展，具有图像功能的嵌入式应用愈来愈多。从数码相机、可视电话、多功能移动电话等消费产品到门禁、数字视频监视等工业控制及安防产品，图像采集和处理已成为重要的组成部分之一。图像采集需要进行同步信号的处理，比通常的A/D数据采集过程复杂，电路的设计也较为困难。传统PC上的图像采集卡都是在Philips、Brooktree等半导体公司提供的接口芯片基础上，由专业公司开发生产。在嵌入式系统中不同的处理器和图像传感器的信号定义及接口方式不同，没有通用的接口芯片。另外，利用系统中的现有资源设计图像采集电路，可以减少器件数量、缩小产品体积和降低系统成本。所以，通常嵌入式系统中要求自行设计图像采集接口电路。本文针对不同采集速度的要求，提出了两种图像采集接口电路的设计方法。
目前市场上主流的图像传感器有CCD、CMOS两种器件，其中CMOS器件上世纪90年代产生，近年来得到了迅速发展。传感器的输出有模拟和数字两种。由于CMOS器件功耗小、使用方便，具有直接数字图像输出功能，作者在设计时选用了CMOS数字输出图像传感器件。其他方式器件的接口设计与此类似，将在讨论中说明。
本文内容做如下安排：第二部分简述图像信号的特点；第三、四部分分别介绍I/O和内存直接写入两种接口设计方法；最后部分是讨论。
二、图像信号介绍
图1给出了采样时钟(PCLK)和输出数据（D）之间的时序关系。在读取图像数据时用PCLK锁存输出数据。除采样时钟（PCLK）和数据输出(D)外，还有水平方向的行同步信号(HSYNC))和垂直方向的场同步信号（VSYNC）。对于隔行扫描器件，还有帧同步信号（FRAME）。如图2，一帧包括两场。图2中窄的矩形条是同步脉冲，同步脉冲期间数据端口输出的数据无效。
PLCK存在时，图像数据端口连续不断地输出数据。由于行之间以及场之间输出数据无效，在采集图像数据必须考虑同步信号，读取有效数据才能保证图像的完整性。
三、I/O接口设计
对于MCU、DSP处理器，I/O是最方便的访问方式之一。以I/O方式读取图像数据不仅可以简化电路设计，而且程序也很简单。但由于读取每一个像素都要检测状态，在处理器速度低的情况下，读取图像慢。在处理器速度快或图像采集速度要求不高的应用中，I/O接口方式是一个较好的选择。
1、电路原理和结构
在图像传感器和处理器之间，利用两个锁存器分别锁存状态和图像数据，处理器通过两个I/O端口分别读取。图3中，在采样时钟的上升沿数据锁存器保存传感器输出的图像数据，当处理器通过I/O口读取图像时，数据锁存器输出数据。其它情况下，锁存器输出处于高阻状态。处理器通过状态锁存器读取同步信号和图像就绪（Ready）指示信号。在数据锁存器保存图像数据的同时，状态锁存器产生Ready信号（从‘0’到‘1’）。处理器读取图像数据时，Ready信号自动清除（从‘1’到‘0’）。处理器读取状态时锁存器驱动总线，其他情况下输出处于高阻状态。
2、图像读取流程
要保证图像的完整性就必须从一场图像的第一行开始读取，对于隔行扫描输出的图像则必须从一帧的第一行开始读取。读取每行图像数据时，则从该行的第一个像素开始。因此，在读取图像数据前应先判断场和行的起始位置。图4是通过I/O接口方式读取图像数据的流程。读取每个像素数据前先查询数据状态，如果数据已准备好则读取数据。
3、同步信号检测
为了简化电路设计，用处理器直接读取同步信号，然后找出场和行的起始位置。
从图2可以看出，处理器读取同步信号时，信号可能处在同步脉冲状态（‘1’）或正常状态（‘0‘）。对于那些同步信号反向的器件，则分别为‘0’和‘1’。如果信号处于同步脉冲状态，第一次检测到的正常状态就起始位置。如果信号处于正常状态，则首先检测到脉冲状态，然后用同样的方法确定起始位置。
通过上述方法可以检测出场的起始位置和行起始位置。
4、用VHDL设计锁存器
在应用中，以上两个锁存器的功能和其他逻辑集中在一起，用可编程逻辑器件实现。下面分别为它们的VHDL表示。
设DO(0-7)是锁存器输出端，DI(0-7)是锁存器输入端，DM(0-7)是中间状态，Data_R是数据读信号（低电平时有效），则数据锁存器的VHDL描述为：
Process(reset,PCLK)--锁存图像数据
Begin
Ifreset=''''0''''then
DM<="00000000";--清除数据
ElseifPCLK''''eventandPCLK=''''1''''then
DM<=DI;--锁存数据
Endif;
Endprocess;
Process(DM,Data_R)--读取图像数据
Begin
IfData_R=''''0''''then
DO<=DM;--输出图像数据
Else
DO<="ZZZZZZZZ"--输出高阻
Endif;
Endprocess;
进一步设数据有效状态为Dstatus,状态读写信号为Status_R(低点平时有效)，则状态锁存器的VHDL描述为：
Process(reset,PCLK，Data_R)--数据有效状态控制
Begin
Ifreset=''''0''''orData_R=''''0''''then
Dstatus<=''''0'''';--清除状态
ElseifPCLK''''enentandPCLK=''''1''''then
Dstatus<=''''1'''';--设置状态
Endif;
Endprocess;
Process(Dstatus,Status_R)--读取状态和同步信号
Begin
IfStatus_R=''''0''''then
DO0<=Dstatus;
DO1<=VSYNC;
DO2<=HSYNC;
DO3<=FRAME;
Else
DO<="ZZZZZZZZ";--高阻状态
Endif;
Endprocess;
四、内存直接写入接口设计
在处理器速度较慢且图像数据输出的频率不能降低的情况下，采用上述I/O接口方法不能得到完整的图像。另外，有些应用中要求能够实时采集图像。为此，我们设计了高速数据图像采集方法―内存直接写入法。由于SRAM访问控制简单，电路设计方便，被大量嵌入式系统采用，本文以SRAM作为存储器。
1、电路原理和结构
内存直接写入方法通过设计的图像采集控制器（以下简称控制器）不需处理器参与，直接将图像数据写入系统中的内存中，实现高速图像采集。
图5是接口结构图，当需要采集图像时，处理器向控制器发出采集请求，请求信号capture_r从高到低。控制器接到请求脉冲后，发出处理器挂起请求信号HOLD,使处理器的外总线处于高阻状态，释放出总线。控制器收到处理器应答HOLDA后管理总线，同时检测图像同步信号。当检测到图像开始位置时，控制器自动产生地址和读写控制信号将图像数据直接写入内存中。图像采集完成后，控制器自动将总线控制权交还处理器，处理器继续运行，控制器中与采集相关的状态复位。控制器可以根据同步信号或设定的采集图像大小确定采集是否完成。
在图5中，控制器包括同步信号检测、地址发生器、SRAM写控制器、总线控制器和处理器握手电路等主要部分。同步信号检测确定每一场（帧）和每一行的起始位置；地址发生器产生写SRAM所需的地址；SRAM写控制器产生写入时序；总线控制器在采集图像时管理总线，采集完成后自动释放；处理器握手电路接受处理器命令、发总线管理请求和应答处理器。
2、SRAM写控制时序
采集图像过程中，控制器自动将数据写入到硬件设定的内存中。写内存时，控制器产生RAM地址（A）、片选信号(/CS)、读信号(/RD)和写信号(/WD)，同时锁存传感器输出的数据并送到数据总线(D)上。每写入一个数据后，地址(A)自动增1。采集时/CS保持有效（‘0’）状态而/RD处于无效状态（‘1’）。地址A的变化必须与/WD和数据锁存器协调好才能保证图像数据的有效性。
图6是控制器产生的SRAM信号时序图。用PCLK作为地址发生器的输入时钟，且在其上升沿更新地址值。同样，在PCLK的上沿锁存数据并输出到总线上。将PCLK反相，作为/WD信号，使得在/WD的上升沿地址和数据稳定，确保写入数据的有效性。
3、控制器主要功能的VHDL描述
描述控制器中全部功能的VHDL代码较长，而且有些部分是常用的（如计数器等）。图像采集状态产生和同步信号的检测是其中重要的部分。下面介绍这两部分的VHDL描述。
图像采集状态capture_s:
处理器的采集请求信号capture_r使capture_s从‘0’到‘1’，场地址发生器（计数器）的溢出位vcount_o，清除capture_s。
process(capture_r,reset,vcount_o)
begin
ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''then
capture_s<=''''0'''';--清除
elseifcapture_r''''eventandcapture_r=''''0''''then
capture_s<=''''1'''';--置状态位
endif;
endprocess;
同步信号检测：
只有在采集状态capture_s有效时（‘1’）才检测场同步信号，场同步信号下降沿置场有效状态（vsync_s），场地址发生器溢出位vcount_o清除场有效状态。只有在vsync_s有效情况下才检测行同步信号，行同步信号下降沿置行有效状态（hsync_s），行计数器溢出信号hcount_o清除行状态。只有在行状态有效的情况下计数器才工作，且将数据写入RAM。
Process(capture_s,reset,vcount_o,vsync)
Begin
Ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''orcapture_s=''''0''''then
Vsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifvsync''''eventandvsync=''''0''''then
Vsync_s<=''''1'''';--置状态位
Endif;
Endprocess;
Process(vsync_s,reset,hcount_o,hsync)
Begin
Ifvsync_s=''''0''''orreset=''''0''''orhcount_o=''''1''''then
Hsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifhsync''''eventandhsync=''''0''''then
Hsync_s<=''''1'''';--置状态位
Endif;
Endprocess;
五、讨论
我们在基于TI公司的TMS320C3X系列DSP开发的嵌入式指纹图像处理模块中分别用上述两种方法成功实现了指纹图像的采集。
采用I/O接口方式最关键的是要求处理器的频率远高于图像数据输出的频率。例如，如果处理的指令周期为20ns，读取每个数据需要10个指令周期，则数据的输出频率不能超过5MHz，它低于一般的CMOS图像传感器件最快的数据输出频率。例如国内使用较多的OV7610和OV7620，其正常输出数据频率为13.5MHz。在应用过程中，通常改变传感器中寄存器的设置值，降低其数据输出频率。
本文选用的是CMOS数字输出图像传感器。对于模拟视频信号，在设计时应加同步分离和A/D转换电路。图像采集的数字接口和逻辑控制与本文相同。
目前，随着人们生活水平的提高，对于室内设计的要求越来越高，而数码图像技术的产生正好迎合了人们的需求，在设计中，数码图像技术具有三个基本特征。首先是色彩多样，数字化技术可以随意调制出丰富多彩的色调供客户选择，这是传统的室内设计无法企及的。其次是生动逼真的特点，数字化技术利用软件可以营造出三维立体的效果，客户可以从多个角度来预先观看效果，由于数字化可以随意地将效果放大或缩小，每一个细节都能及时展现在客户面前，使设计者和客户能及时沟通。
二、数码图像技术在室内设计中的步骤
数码图像技术在进行室内设计时，一般由以下几个步骤组成：
（1）建模。建模是数码图像技术在设计中的基础，建模方式分二维和三维两种，二维指的是平面图形，三维则是立体图形。
（2）空间设计，空间性是室内设计的重要因素，只有把握好空间的大小，才能进行细节设计。外墙构成的空间是进行设计的首要部分，在设计中，首先要通过工程制图软件将这个空间绘制成平面图和立体图，用毫米作单位，将平面图和立体图导入到3dsmax中，作为制作模型的参考。其次，在3dsmax中设置显示单位和系统单位为毫米，这样三维制作软件和工程制图就达到一致，进行墙体制作时，误差就会减到最低。在使用空间设计方面，要合理地按照设计要求布置空间，对于一些家庭用具要进行模型制作，也可以用同类型的模型代替，只有从整体到细节都进行完整设计，才能在建模时提高精确度。
（3）材质调节。材质不仅是室内设计的重要组成部分，在设计中，材质也是视觉效果真实性的保障。
（4）灯光设置，视觉效果和视觉造型是通过光线来表现的，在数码图像技术中也不例外，灯光既可以用来照明，还可以用来烘托气氛，表现设计效果。
（5）摄像机的设定，一副好的效果图和取景角度也有直接的关系，在材质和光源都确定好之后，效果图的画面基本色调也就确定了，这时就要合理设定摄像机的角度，才能够保证渲染后的画面具有主次分明，虚实得当的效果。
（6）渲染，渲染是运用设计软件的渲染功能，来计算生成特定分辨率的静态图形或是动态视频的过程。
（7）后期处理，经过渲染出来的图形还要利用专门的图像处理软件进行剪裁、校色、配景等加工手续，以达到最佳效果。
三、结语
（一）分析框架
文化是一个非常复杂的概念，为了教学的需要，根据美国人类学传统，将其定义为“一群人共有的理解世界、并用符号表达这一理解的方法”。由此定义不难发现，海报是文化的重要载体，许多文化研究都选择海报作为切入点；关于文化的教科书也常常提到从分析海报入手理解一国文化。这种思路虽有意思，但在教学实践中却存在一个问题：以英语为外语的学生，要怎样才能可靠地找出海报所反映的观念，而不致让自己的解读沦为主观臆断呢？要回答这一问题，一个能解释海报工作原理的分析框架不可或缺。沿着这一思路，本研究在实践中尝试用不同的图像分析框架，包括著名的“图像语法”，来分析海报通过图像反映出的价值观，结果却发现这些框架均不能很好地实现这一目的。究其原因，似乎是因为现有图像分析框架过于注重图像系统的内在结构而忽视了图像与受众间的联系，直接导致它们无法解释海报如何做到通过图像实现其社会目的。鉴于此，本研究主研人开展了海报图像符号分析系统的相关研究工作，最终提出了一个简单有效的分析框架，用以解释海报通过图像系统推广新理念的机制在教学中，首先通过一组简单的例子说明图像分析框架。然后，通过小组讨论的形式跟学生一起分析两组文化背景不同的海报，确保学生理解海报通过图像说服受众接受某一理念的机制。在此基础上，引导学生通过该框架发现不同文化符号表征间的同质性，并以此作为检验该分析框架可靠性和合理性的证据。
（二）数据来源
本研究的数据来源之一是学生的书面作业。按照课程要求，学生需选择感兴趣的话题进行研究，并在此基础上撰写相应的书面研究报告；具体到本话题，学生需要运用所学原理以学习小组为单位独立设计一份海报，并以书面报告的形式说明：（1）该海报的预期读者群及其特征；（2）海报设计的基本原理；（3）海报设计的效度评估。最终，超过一半的学生（56人）选择了上述题目作为研究话题。这些书面报告构成了本研究的原始数据。本研究的另一个数据来源就是有针对性的结构性访谈。为了更好地理解学习过程，在期末作业评分结束后，要求每一位选择该话题的学生带着自己作业来与教师面谈五分钟；研究者在访谈开始前明确告知学生本访谈不会影响成绩，要求他们诚实作答。面谈包括如下内容：（1）学生在完成本作业过程中的学习体验；（2）了解学生未在书面报告中展示的学习过程细节，如对基本理论的理解等。所有访谈内容都在征求学生同意的前提下被录制下来，并按照研究的一般程序进行分类和标注，供后续研究分析之用。
二、分析和讨论
在各国高等教育普遍重视创新能力培养的大环境下，与之相关的研究方兴未艾，大批专门测量创新能力的标准化量表相继问世，如常用的“Torrance测试”。遗憾的是，目前很少有量表能直接测量学生图像符号创新能力。尽管如此，已有研究对创新能力测量提出了一些原则，这些原则当能应用到本研究的分析中。经整合，本研究主要从以下两个方面衡量学生的图像符号创新能力：（1）图像符号系统的原创性；（2）图像符号原创性与思维过程间的因果关系。
三、小结
关键词：PWMSG3524控制器
在没有红外探测器或其它图像采集设备的条件下，可以先开发基于PCI总线的图像处理平台，由计算机模拟图像的生成并完成图像的高速传输，以缩短系统开发周期，使系统灵活、实用、便于进行功能扩展。采用美国TI公司的新一代高性能浮点数字信号处理器TMS320C6701（以下简称C6701）研制了实时图像识别与跟踪处理平台，利用不变矩进行图像识别，采用质心跟踪方案，获得了很好的实验效果。充分发挥了C6701强大的数字信号处理能力，并为后续的研究提供了很好的软硬件平台基础。
1C6701数字信号处理器简介
C6701芯片内有8个并行处理单元，分为相同的两组。采用甚长指令字VLIW结构，使C6701成为高性能的数字信号处理芯片。其单指令字长为32b，8个指令组成一个指令包，总字长为256b。芯片内部设置了专门的指令分配模块，可以将每个256b指令包同时分配到8个处理单元，8个单元可同时运行。芯片的最高时钟频率达到167MHz，此时浮点运算处理能力可达到1GFLOPS。外部存储器接口EMIF支持8／16／32b数据宽度的各种类型的同步、异步存储器,便于系统扩展。C6701片内有64KB的数据RAM和64KB的程序RAM；片外存储空间分为4个区（CE0、CE1、CE2、CE3）；有4个相互独立的可编程DMA通道，还有第五个DMA通道可与HPI接口。
2PCI9054的主要特点及应用
PCI09054是美国PLX公司生产的一种32b33MHz的PCI总线主控I／O加速器。采用先进的PLX流水线结构；符合PCI本地总线规范2．2版，突发传输速率达到132MB／s；本地总线复用／非复用的32b地址／数据线，有M、J、C三种工作模式，但C模式的数据和地址总线是非复用的；支持8b、16b、32b设备和存储设备，本地总线操作速率高达50MHz；内部有6种可编程的FIFO，可实现零等待的突发传输及本地总线时钟和PCI总线时钟的异步操作，支持主模式、从模式和DMA传输模式。PCI9054是一种性价比高的PCI桥接芯片。
图1给出了PCI总线接口连接图，使用2K的ST93CS56串行EEPROM作为PCI9054的配置芯片，图中双口RAM可设计成32b、16b或8b。PLX9054工作在C模式下。本地总线晶振为30MHz，经过测试PLX9054工作在从模式单字节读写的情况下，本地总线速度已达12MB／s。根据实际图像传输需要（图像大小为256×256，深度为8b的灰度图像）帧频为25帧／s，已经满足需要。为了再提高传输速度，PLX9054可以开发成突发或DMA传输方式。使用CPLD(Xilinx的XC95108)完成PCI9054到双口RAM的译码电路，本地地址空间可寻址大小为1MB，1MB的本地地址空间映射为地址00000000H～000fffffH,PCI总线的地址空间（计算机自动分配）为ef100000H～ef1fffffH，同时要求PCI基址空间2（对应寄存器PCIBAR2）映射到本地地址空间0(对应寄存器LAS0BA()即LAS0RR寄存器设为fff00000H,LAS0BA寄存器设为00000001H。其中，LAS0BA的最低位置成“1”，表示PCI直接从模式访问本地地址空间0，使能译码；写“0”则禁止使能。PCIBAR2的值为ef100000H。
图2图像处理系统硬件框图
利用WinDriver6．01驱动程序开发工具生成PCI图像传输卡的WDM驱动程序代码，用VisualC＋＋6．0编写应用程序，完成图像处理版与PC机之间的高速率的图像序列传输。
3图像处理板硬件设计
系统硬件框图如图2所示。图像处理板以DSPC6701为核心，C6701主要负责图像处理，包括对目标的识别和跟踪，并给出最终的跟踪角误差。源图像通过PCI接口卡传入图像处理板的两片双口RAM，两片双口RAM采用乒乓式存储。即为了保证图像处理的实时性，当一片RAM接收数据时，另一片RAM为DSP提供图像处理的数据。SDRAM用作DSPRAM的扩展，存储图像处理的中间结果。图像处理后的方位与俯仰角度数据通过82C52转换成串行数据，再经DS8921转换成RS－422电平，送给系统的后续电路。
FPGA选用Altera公司的APEXEP20K200,完成整个图像处理板的译码逻辑，并承担部分图像处理功能。APEXEP20K200门数为20万门，采用串行配置时必须使用两片EPC2。FPGA配置在C6701的CE0空间。FLASH选用4Mb的AM29LV040，用作DSPBootLoader加载程序时的8bROM，只能配置在CE1空间，因为C6701只有CE1空间可以与8b／16b的“窄存储器”接口。SDRAM的容量为4M×32b，配置在CE2空间。两片双口RAM为CY7C028V，容量为64K×16b，都配置在CE3空间，地址分别译为0x03000000和0x03040000。C6701的BOOTMODE[4:0]＝01101,即存储器映射方式为MAP1、8bitROM加载、地址0处的存储器对应为DSP内部程序RAM。
4软件算法
图像由计算机经PCI卡传到图像处理板的双口RAM后，DSP对图像进行预处理，包括图像校正、图像滤波，之后进行图像分割和识别。当识别出目标时设置跟踪波门，则后续图像序列在波门内进行跟踪。本系统识别的目标为高空飞行的飞机图像，采用的识别算法要求具有平移、旋转和比例的识别特征不变性，同时要求跟踪速度快。
4.1图像分割
图像分割的目的是将图像目标和背景分割开来，从而知道目标的大致位置。目前已有各种各样的方法，其中简单有效的方法是直方图分割法中的最大距离法（类间方差门限法）。它的基本思想是：在直方图取值范围内，任一灰度级可将直方图分为左右两部分，如果这两部分的灰度均值与总体的灰度均值相距最大，则该灰度级就取为分割门限。这种分割技术可由如下公式描述：
D(l′)＝{[λ(l'''')-μPo(l'''')]2}/Po(l'''')[1-Po(l'''')](1)
式中,，Pl为灰度l级处的概率。分割的准则是将D(l′)为最大值的灰度级l′作为图像分割的门限值。图像中凡是灰度值大于分割门限的像点，均认为是背景中的点；反之，则认为是潜在目标区域中的点。这种分割方法可以精确地找到分割门限，提取目标。
4．2图像识别
图像经过分割后，接下来就要对目标图像识别。实现目标识别技术的关键是如何利用一组特征参数对区域的本质特征进行有效的描述。适当地选择特征是很重要的，因为在识别目标时它是唯一的依据。图像的识别特征有各种各样的描述，如目标形状、大小、统计分布等。这里使用仿射矩不变量和分散度特征来识别目标，取得了较好的效果。
对于经过分割（二值）处理的数字图像f(x,y)，可以定义（p＋q）阶矩：
mpq＝∑XpYqf(x,y)（2）
式中,p,q＝0，1，3……
f(x,y)的（p＋q）阶中心矩可用下式表示：
μ＝∑（X－X）p(Y－Y)qf(x,y)（3）
式中,X＝m10／m00,Y＝m01／m00,即(X,Y)为目标区域灰度质心。
f(x,y)惟一地确定一个矩序列{mpq}，反之，矩序列{mpq}也唯一确定f(x,y)。在此利用公式（4）的5个几何矩不变量[4]，再加上分散度特征一起代入目标匹配公式[2]进行目标识别。
φ1＝η20＋η02
φ2＝(η20－η02)2＋4η211
φ3＝η20η022－η（4）
φ4＝(η30－3η12)2＋(3η－η03)2
φ5＝(η30＋η12)2＋(η＋η03)2
其中,ηpq＝μpq／(μ00)(p＋q＋2)／2。
此5个不变矩对目标区域的平移(T)、旋转(R)和区域的比例大小(S)保持不变。
4．3目标跟踪与轨迹预测
识别出目标后，根据目标确定跟踪波门大小，在跟踪波门内进行跟踪，波门的大小采用自适应设置。常用的跟踪算法有波门跟踪、图像匹配跟踪和多模跟踪算法，考虑到背景较简单，采用基于公式（1）的质心跟踪方案。把波门的中心G(xG,yG)和目标质心T(xT,yT)的偏差作为跟踪误差，通过RS－422接口输出给后续处理板来实时进行跟踪。
在跟踪过程中，目标的位置按照自身的运动方式不断变化着，同时目标也会出现被遮挡的情况。此时，需要对目标的运动轨迹进行预测，可以采用基于最小二乘法的综合预测器来预测[2]，认为目标的运动轨迹可以是直线和二次曲线的某种组合。即
f(k＋1)＝Wfl(k＋1)＋(1－W)fq(k＋1)（5）
式中，fl(·）为线性预测器；fq(·）为平方预测器，W为权函数（0≤W≤1）。
权函数可以根据实时测得的平方预测器的误差而实时构成。当平方预测器误差较大时，则增大权值，否则减小权值。线性和平方预测器的记忆点数N的选取要视具体工作情形而定。当特征量的变化不是太快时，N值应选得稍大些，这样也有利于抑制噪声的干扰；若特征量变化甚快，则N应选用较小的值。一般选择N≤5,当N＝2时，线性预测有利于跟上机动性较高的目标；当N＝5时，预测的目标运动轨迹比较平滑，有较强的抗干扰能力。
