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48800字硕士毕业论文数字图像处理系统中PC机系统的规划

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:48800字
论点:上位,系统,图像
论文概述:

本论文主要策划并实现了数字图像处理体系的上位机体系。全文从课题背景、上位机系的整体结构、系统关键技术的研究、各软件硬件模块划分、硬件具体实现和软件具体实现等多个角度对整个

论文正文:

第一章引言

1 .1本课题的背景和意义

本课题来源于“数字图像处理系统”课题。整个数字图像处理系统的功能是根据图像序列捕获和跟踪水下目标轨迹。上位机系统属于数字图像处理系统的中间层系统。
图像信息是人类外部信息的主要来源。在现代科学研究、工农业生产、军事技术、医学、天文学和气象学领域,越来越多的人使用图像信息来理解、判断和解决问题。例如,在工厂,技术人员可以使用电视图像来管理生产;在医学上,医生可以使用x光成像技术来观察人体各个部位的断层图像。在科学研究中,通过大量空和人造卫星拍摄的地面照片,人们可以利用这些照片获得地球资源、气象环境和污染等的分布情况。;在深海探测方面,人们使用水下机器人拍摄高清图像,研究人员只需要在陆地上观察这些图像,并做一些处理来研究深海情况。这显示了图像信息的重要性。
获取图像信息当然非常重要,但其目的不仅仅是获取图像,更重要的是相应地处理所获取的图像信息,并从大量复杂的原始图像中找出我们需要的信息。特别是在当今科学技术飞速发展和进步的时代,对图像信息处理提出了更高的要求,以便更准确、快速、可靠地获取有用信息。
数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统包括主机(主要用于系统控制,可以执行设备之间的通信和控制任务,显示结果,方便用户对图像进行人机交互分析和处理)、图像数据处理设备(具有快速、稳定、可靠的图像处理能力)、数据输入和输出通道等。因此,本文对数字图像处理系统的需求包括通用性、高速性、稳定性和良好的人机交互。一般来说,要求数字图像处理系统的算法执行部分(下位机)能够执行各种算法,并且系统能够提供一般的外部接口。高速要求下位机足够快地执行算法,并且数据可以在系统的输入和输出通道中快速传输。稳定性要求数字图像处理系统能够长时间正常工作。
近年来,随着超大规模集成电路技术的不断进步,单个芯片已经能够容纳数百万个晶体管,从而使FPGA芯片实现越来越强大的功能和更方便的系统集成。与以前的GAL GAL、PAL相比,现场可编程门阵列(FPGA)规模更大,可以取代数十甚至数千个通用集成电路芯片。因此,可编程门阵列芯片已经成为一些系统提高系统集成度和可靠性的最佳选择之一。因此,当用户对新产品不断要求更大的图像容量、更高的图像质量和更快的图像处理速度时,可编程门阵列是最佳选择。
然而,现场可编程门阵列板不能提供良好的人机交互界面,用户不能直接观察和利用现场可编程门阵列板上下位机的操作结果。因此,提供这样一个良好的人机交互界面,即上位机系统,是本文的重点。由于现场可编程门阵列板可以提供多种接口,如通用串行总线(USB)、PCI Express、以太网等,与PC机通信,将下位机和上位机建立为一个统一的处理端系统,上位机作为整个系统的外部接口,外部和上位机之间有多种通用的通信方式,从而使整个处理端系统能够向外部提供通用的输入输出通道。以高配置、高性能的PC机作为上位机系统,通过一定的接口与下位机进行数据信号和控制信号的通信,并与遥控器配合,实现数字图像处理系统。下位机通过上位机间接与遥控器(客户端)交互,解决了现场可编程门阵列板无法实现友好界面和人机交互性能差的问题。

第二章数字图像处理系统主机.........13-31
2.1数字图像处理系统.........13-16
2.2主机系统设计方案.........16-30
2.2.1电脑软件开发语言.........16-18
2.2.2电脑系统硬件接口.........18-27
2.2.3电脑系统软件界面.........27-30
2.3本章摘要.........30-31
第3章主机系统软件.........31-50
3.1主机软件接口模块.........31-43
3.1.1 LVDS输出卡软件.........31-33 [/ Br/] 3.1.2采集卡软件.........33-34
3.1.3 rs422软件.........34-38
3.1.4以太网软件.........38-43
3.2电脑软件运行.........43-46
3.2.1运行流程.........43-45
3.2.2多线程技术.........45-46
3.3人机交互界面.........46-49[/ Br/] 3.4本章摘要.........49-50
第4章实验测试.........50-57
4.1系统物理图.........50-52
4.2系统测试结果.........52-56
4.3本章摘要.........56-57

结论
本文主要设计并实现了数字图像处理系统的上位机系统。全文从课题背景、主机系统总体结构、系统关键技术研究、各软硬件模块划分、硬件具体实现和软件具体实现等方面对整个主机系统进行了详细的介绍和说明。它还提供系统物理图和测试相关的图像和数据,使得遥控器可以通过主机系统提供的接口访问和使用数字图像处理系统,只需要提供原始数据、参数和做出一些相关的控制命令。
上位机系统的实现主要基于Visual C++6.0开发平台。采用MFC编程实现人机交互界面的设计。上位机系统最终通过TCP/IP套接字完成与遥控器的数据通信。LVDS图像数据输出卡用于将算法所需的图像数据发送到下位机。RS422串口用于与下位机进行控制指令,跟踪通道结果坐标的传递,LVDS图像采集卡提供的驱动程序用于采集采集过程中下位机上传的图像数据。多线程技术用于完成上位机从遥控器接收原始图像数据,同时通过RS422串口向下位机发送一些配置指令。上位机软件的一个键连续运行,下位机上传的结果数据以未压缩位图格式存储在上位机本地,并在软件界面上清晰实时显示。