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基于嵌入式VxWorks下高动态范围辐射图像的处理

作　者: 张群
导　师: 陆起涌
学　校: 复旦大学
专　业: 电路与系统
关键词: VxWorks USB 高动态范围辐射图像图像增强色阶映射 Retinex 曲率双边滤波器
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 25次
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内容摘要

随着嵌入式系统技术的发展,针对嵌入式系统下的应用处理越来越多,给智能化地球带来巨大的便捷,近些年发展起来的基于嵌入式系统下的智能视频分析这块,逐渐成为视频领域的一个研究热点,被广泛应用在智能交通方面。VxWorks具有非常好的系统稳定性和实时性能,能够在恶劣环境下稳定工作,同时高动态范围图像有着比普通图像更逼近现实的光影效果,有着巨大的应用价值,近年来正得到广泛的关注。本文在嵌入式VxWorks系统下对高动态范围辐射图像进行处理,提出一种更适合于高动态范围辐射图像的处理方法,取得了更好的图像增强效果。本文的主要内容包括：对高动态范围辐射图像处理的研究,这一部分首先分析高动态范围辐射图像形成原因,存在的问题和获取的方法；然后对目前高动态范围辐射图像经典处理算法进行分析和总结；最后本文提出了基于曲率的双边滤波器的Retinex图像增强方法,实验结果证明本文方法能够有效去除光晕,实现对图像动态范围压缩,对比度增强以及发光源周边辐射强度削弱的更好处理,增强后图像更接近于真实场景。分析嵌入式VxWorks系统特性和USB设备的原理,实现Logitech的USB摄像头在嵌入式VxWorks下的驱动。实现对USB摄像头的视频采集,这一部分内容主要包括移植Linux下Gspca开源程序以及对VxWorks系统下多进程之间通信的研究。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第1章绪论  8-11
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 基于嵌入式VxWorks下高动态范围辐射图像处理概述  9
  1.3 本文主要工作  9
  1.4 本文结构  9-11
第2章图像增强概述  11-17
  2.1 引言  11
  2.2 空间域增强方法  11-15
    2.2.1 线性变换  11
    2.2.2 非线性变换  11-13
    2.2.3 直方图处理  13-14
    2.2.4 空间图像平滑  14-15
  2.3 频率域增强方法  15
    2.3.1 频率域平滑滤波器  15
    2.3.2 频率域锐化滤波器  15
  2.4 本章小结  15-17
第3章高动态范围辐射图像增强  17-41
  3.1 前言  17
  3.2 高动态范围辐射图像  17-19
    3.2.1 高动态范围辐射图像概述  17-18
    3.2.2 高动态范围辐射图像获取存在的问题  18
    3.2.3 高动态范围辐射图像的获取  18-19
      3.2.3.1 多次曝光图像序列  18-19
      3.2.3.2 光束分离方法  19
      3.2.3.3 高动态范围图像传感器  19
    3.2.4 高动态范围辐射图像的存储  19
  3.3 高动态范围辐射图像的处理方法  19-24
    3.3.1 全局算子  20-21
      3.3.1.1 亮度匹配算子  20
      3.3.1.2 最小可辨差  20-21
      3.3.1.3 直方图调整  21
    3.3.2 局部算子  21-24
      3.3.2.1 非均匀比例函数映射  21-22
      3.3.2.2 有理分式映射方法  22
      3.3.2.3 摄影映射算子  22-23
      3.3.2.4 自适应对数映射算子  23
      3.3.2.5 图像分离压缩方法  23-24
  3.4 消除光晕的Retinex图像增强方法  24-32
    3.4.1 引言  24-25
    3.4.2 Retinex理论  25
    3.4.3 Retinex算法实现方法  25-27
      3.4.3.1 基于路径的Retinex算法  25-26
      3.4.3.2 基于中心/环绕的Retinex算法  26-27
      3.4.3.3 基于Retinex理论的变分框架模型  27
    3.4.4 图像增强产生的光晕现象  27-30
    3.4.5 本文方法-基于曲率双边滤波器的Retinex图像增强  30-32
  3.5 实验结果比较和分析  32-40
  3.6 本章小节  40-41
第4章嵌入式VxWorks和USB  41-54
  4.1 引言  41
  4.2 VxWorks系统  41-44
    4.2.1 嵌入式VxWorks现状  41-42
    4.2.2 嵌入式VxWorks系统的体系结构  42-43
    4.2.3 嵌入式VxWorks系统的内核  43-44
  4.3 嵌入式VxWorks开发环境  44
  4.4 嵌入式VxWorks的启动  44-47
    4.4.1 VxWorks映像类型  44-45
      4.4.1.1 可加载(Loadable)的映像类型  44-45
      4.4.1.2 基于ROM(ROM-based)的映像类型  45
      4.4.1.3 ROM驻留(ROM-Resident)的映像类型  45
    4.4.2 VxWorks映像启动顺序  45-47
      4.4.2.1 可加载型VxWorks映像启动顺序  45-46
      4.4.2.2 基于ROM的VxWorks映像启动顺序  46
      4.4.2.3 ROM驻留型的VxWorks映像启动顺序  46-47
  4.5 USB  47-52
    4.5.1 USB现状  47
    4.5.2 USB物理结构  47-49
      4.5.2.1 主机  48
      4.5.2.2 主机控制器  48
      4.5.2.3 HUB  48
      4.5.2.4 连接  48-49
      4.5.2.5 设备  49
    4.5.3 USB软件结构  49-52
      4.5.3.1 设备描述符  49-50
      4.5.3.2 配置描述符  50
      4.5.3.3 接口描述符  50-51
      4.5.3.4 端点描述符  51-52
    4.5.4 USB数据传输  52
  4.6 USB摄像头  52
  4.7 本章小结  52-54
第5章基于嵌入式VxWorks的视频处理  54-67
  5.1 前言  54
  5.2 嵌入式VxWorks下视频采集的硬件结构  54-55
  5.3 嵌入式GENE-8315单板VxWorks系统的启动  55-59
    5.3.1 bootrom  55
    5.3.2 bootrom文件生成  55-59
    5.3.3 VxWorks内核镜像的生成  59
  5.4 VxWorks下USB设备的驱动  59-66
    5.4.1 USB设备的枚举  59-60
    5.4.2 USB设备的驱动  60-62
    5.4.3 USB设备之间数据传输  62-66
      5.4.3.1 USB摄像头初始化  62-63
      5.4.3.2 USB摄像头数据的采集  63-66
      5.4.3.3 处理结果  66
  5.5 本章小结  66-67
第6章总结与展望  67-68
参考文献  68-73
攻读硕士期间发表论文  73-74
致谢  74-75

基于嵌入式VxWorks下高动态范围辐射图像的处理

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