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基于OMAP3530处理器的图像采集及压缩编码研究与设计

作　者: 侯杰
导　师: 孟庆民
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: OMAP3530 OV3640 Linux 图像采集 图像压缩编码
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着嵌入式技术和图像处理技术的快速发展，融合图像处理技术的嵌入式产品已经被人们广泛地应用在日常生活和工业生产中。如在现代安防领域，嵌入式产品可用来保护用户的财产和生命安全，而在工业控制领域，嵌入式图像监控系统也是获取工业现场信息的一种有效途径。本课题基于OMAP3530-EVM开发板、嵌入式Linux操作系统以及OV3640摄像头，设计并实现了一个现场图像信息采集和压缩编码的系统，完成现场图片信息的采集和压缩编码功能。OMAP3530是TI的一款将ARM Cortex-A8和TMS320C64x+DSP集于一体的双核处理器，其中ARM内核拥有精确的控制能力，而DSP内核则具备强大的运算能力。Linux操作系统源码开放，具有软硬件可裁剪、可移植性高等特点。 OV3640是OMAP3530-EVM板自带的多媒体外设，作为本课题的图像采集终端，OV3640具有功能丰富，性能高等特点。基于嵌入式平台的图像信息采集和压缩编码系统在体积和功耗等方面相对于传统的系统具有显著的优点，因此，在现代生活以及工业控制等方面都有着广阔的应用前景。本文给出基于OMAP3530-EVM平台的图像信息采集和压缩编码系统的详细设计过程。主要包括以下内容：系统硬件的总体设计方案及OMAP3530-EVM开发板结构和接口的分析，交叉编译环境的搭建，视频图像信息采集子系统的设计与实现，图像信息压缩编码子系统的设计与实现，以及对整个系统的调试并且给出测试结果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 概述  8
  1.2 图像采集与压缩编码系统的发展历程及趋势  8-10
  1.3 本课题的研究意义  10
  1.4 课题内容及完成的主要研发工作  10-12
第二章 系统硬件的总体设计方案  12-25
  2.1 嵌入式图像监控系统的总体结构  12-13
  2.2 系统平台的选择方案  13-22
    2.2.1 嵌入式微处理器的选择  13-17
    2.2.2 嵌入式操作系统的选择  17-19
    2.2.3 数字摄像头的选型  19-22
  2.3 系统硬件平台结构及接口  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 搭建系统平台的软件环境  25-38
  3.1 系统软件平台搭建的总体方案  25-26
  3.2 基础平台的搭建  26-29
    3.2.1 基础环境的安装  26-27
    3.2.2 安装 Samba 服务器  27-28
    3.2.3 构建交叉编译环境  28-29
  3.3 制作 SD 卡  29-31
    3.3.1 开发板的启动方式  30-31
    3.3.2 SD 卡的制作方案  31
  3.4 编译系统文件  31-37
    3.4.1 编译 MLO  31-32
    3.4.2 编译 UBoot  32-33
    3.4.3 驱动配置并编译内核镜像 uImage  33-35
    3.4.4 编译文件系统  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 图像采集子系统的设计与实现  38-48
  4.1 系统软件平台的设计方案  38
  4.2 系统主要函数的调用关系  38-40
  4.3 图像采集功能实现的软件流程  40
  4.4 V4L2 编程基础  40-42
    4.4.1 V4L2 的基础知识  40-41
    4.4.2 V4L2 常用的接口命令  41-42
  4.5 视频采集功能的具体实现  42-46
  4.6 Makefile 文件编写  46-47
  4.7 本章小结  47-48
第五章 图像压缩编码子系统的设计与实现  48-57
  5.1 图像压缩编码子系统的总体方案  48
  5.2 JPEG 压缩编码原理分析  48-50
    5.2.1 JPEG 格式分类  49
    5.2.2 JPEG 压缩编码原理  49-50
  5.3 安装 Libjpeg 库  50-52
    5.3.1 Libjpeg 库简介  50-51
    5.3.2 Libjpeg 库的安装过程  51-52
    5.3.3 Libtool 的安装过程  52
  5.4 图像信息压缩编码的具体实现  52-56
    5.4.1 图像压缩编码子系统的执行流程  52
    5.4.2 图像压缩编码子系统的具体实现  52-56
  5.5 本章小结  56-57
第六章 系统调试及实验结果  57-64
  6.1 安装硬件平台及调试  57-59
    6.1.1 系统的硬件平台搭建  57-58
    6.1.2 驱动加载及运行  58-59
  6.2 测试结果  59-62
  6.3 本章小结  62-64
第七章 总结与展望  64-66
  7.1 研发内容总结  64
  7.2 研发工作展望  64-66
参考文献  66-68
附录 1 程序清单  68-71
附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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