基于DSP的原木图像边缘检测系统设计专专 业业： 电电子信息工程子信息工程班班 级级： 电电子信息三班子信息三班学生姓名：学生姓名： XXX XXX指指导导教教师师： XXX XXX 讲师讲师 完成日期：完成日期： 2012 2012年年6 6月月设计摘要设计摘要一一系统总体设计方案系统总体设计方案二二系统硬件电路设计系统硬件电路设计三三系统软件电路设计系统软件电路设计四四目录：目录：总结总结五五一、设计摘要一、设计摘要 本设计首先给出了基于TMS320C5509DSP系统的总体架构和其主要工作原理，简要介绍了系统中主要模块的功能实现；其次，通过 TMS320C5509DSP的主要特点描述系统的主要工作流程；然后，设计了通过DSP进行图像边缘检测处理的硬件平台，此部分包含DSP最小系统、图像存储和传输模块；最后设计系统软件部分，并利用Matlab 进行仿真显示处理结果。本设计所要研究的计算机原木检尺即利用计算机图像识别技术基于DSP设计一种原木图像边缘检测算法，实现原木自动检尺，其主要过程是由图像识别软件对采集的图片进行识别处理并自动识别出原木的根数、计算出径级。二、系统总体设计方案二、系统总体设计方案边缘检测基本步骤：本系统设计的重点部分为图像边缘检测技术，强度的非连续性、抑制细节和噪声、保存边缘定位精度是边缘检测技术的研究的三个基本问题。因此说在处理不同的图像信息时，就需要运用到不同的边缘检测技术。也可采取两种或多种技术相结合的方法来解决一种技术不能完成的任务。当我们在研究过程中遇到的新的难点时，我们就要研究新的技术方法来解决这个难点。由此可见图像边缘检测技术今后的一种潜在的无可限量的发展趋势。本设计的主要模块为了通过DSP实现图像采集功能，并在基于TMS320C5509专用信号处理器的图像处理系统中通过算法实现图像边缘检测工作，本设计的主要模块为图像采集模块(ADC)和图像存储模块(SDRAM)，程序存储采用flash,存储DSP的应用程序， 32 bit数据缓存FIFO起到图像数据的暂存工作。三、系统硬件电路设计三、系统硬件电路设计TMS320C5509 DSP主要框架图：TMS320C5509 DSP是目前集成度最高的通用DSP。现如今，TMS320C5509 DSP被广泛应用于很多方面的有关于图像采集和处理的应用之中，基于DSP的图像边缘检测技术近十几年来被广泛研究。它是本次设计的核心部件。图像采集系统设计过程如图示：数据采集器的性能好坏能够在很大程度上决定数字信号处理的质量。数据采集系统的主要结构为由传感器将待采集的信号转换成可处理的电信号，然后经过整形、放大等处理得到适合大小的电压信号，再将该电压信号送入ADC（模拟/数字转换器），由ADC将连续的电压信号采样、转换、编码成微处理器可处理的数字信号送给微处理器进行数字信号处理、显示、传输等一系列的操作。ADC芯片选取的问题是数据采集系统的一个关键问题，ADC的选用不仅要从采样率、精度、接口方便性、功耗等方面出发全面的考虑，且应考虑到它的传输速度。AD公司的AD9225 ADC芯片是一款集成单电源供电、12-bit、25MSPS ADC芯片。AD9225 ADC采用一种多阶差分管道的结构和输出误差校正来保证其工作在25MSPS时的12-bit精度，并且保证在全部工作温度范围内不会丢码。它的差分非线性误差位0.4LSB，信噪比为71db，无杂散动态范围为-85db。本设计采用AD9225 ADC芯片来进行模数转换工作。SDRAM芯片HY57V641620与DSP连接图由于TMSC5509内部RAM容量不足。所以需要DSP扩展外部SDRAM用于存放图像数据。又由于 C5509DSP片内RAM掉电丢失数据，这样便不能实现DSP的脱机工作。因此DSP外扩FLASH用于固化程序和数据。AM29LV800作为FLASH与DSP连接电路图：FLASH通常被作为软嵌入式系统的程序存储空间，或者作为程序的固件空间。在小容量的FLASH选择上，AMD公司的性价比较高，而高容量的FLASH选择上，Intel公司的性价比较高。由于 5509A DSP没有内部FLASH，因此选用AMD公司的AM29LV800芯片作为外部ROM用来固化程序使用。DSP的电源模块：由TPS7333QD芯片起稳压作用：DSP的电源模块：由TPS7333QD芯片起稳压作用，使用5V电源对DSP系统供电。因为DSP内核是1.8V，I/O口是3.3V。DSP有一个上电顺序，先上1.8V再上3.3V。所以采用TPS73HD301电源芯片，用以生成3.3V和1.8V电源。四、系统软件电路设计四、系统软件电路设计当我们利用DSP进行图像边缘检测工作时，首先需对要进行TMS320C5509 DSP系统进行初始化工作。其软件执行步骤见图：DSP初试化后，需先进行串口设置，实现图像采集工作，然后调用边缘检测子程序，对采集到的图像进行边缘检测工作，最后串口发送处理完的边缘图像。五种边缘检测算子处理轮胎的灰度图像的结果首先通过使用Matlab7.0使用不同的边缘检测算子对类圆形图像进行边缘检测工作。比较下图五种边缘检测算子处理轮胎的灰度图像的结果，综合考虑原木投影边缘域描述的完整性、连续性、图像的噪声含有率等因素，利用Matlab进行边缘检测时选用Canny算子。图像灰度处理图像边缘检测处理五、总结：五、总结：通过检测到的原木边缘图像可见采用Canny算子进行边缘检测时，其在抑制噪声和提取边缘方面有比较好的效果，检测到的原木横截面的边缘清晰，得出有效的检测结果。通过检测到的原木边缘，则可进行原木径级的计算，且能检测到原木的根数，这有利于本设计的实际应用，从而实现了本设计的研究意义。通过本次设计，我们可以学习到在图像边缘检测的重点和难点，了解各种边缘处理算子的优劣。而且我们可以学习到DSP的优势及其在图像处理技术中的使用方法。通过本设计，我们可以方便的采集到原木边缘信息，极大的节省了人工采集原木径级等数据的时间和劳动量。因此可以说，本设计具有很大的实用价值。 谢谢观看！学生：学生：XXXXXX