【正文】 S3C2440A的處理器核心是有ARM公司設計的16/32 位ARM920T 的RISC處理器，這是其最為突出的特點。： 系統(tǒng)主控模塊的電路方框2. 越界檢測系統(tǒng)的總體設計 系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能Linux是一類Unix計算機操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。系統(tǒng)需要不停地的采集攝像頭傳來的數(shù)據(jù)，設置好背景圖像，先要計算當前圖像與背景圖像的差，然后對差分圖像進行二值化，然后對二值化后的圖像進行形態(tài)學處理，再對形態(tài)學處理的結(jié)果進行連通域處理，當某一連通區(qū)域的面積(像素數(shù))大于一定的閾值，就可以認為是出現(xiàn)檢測目標，并認為這個連通的區(qū)域就是提取出的目標圖像。 越界檢測預警系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析(1) 嵌入式Linux系統(tǒng)的定制和驅(qū)動的移植。(3) 越界檢測預警系統(tǒng)的實時和準確，快速準確獲取信息，并且判斷出是否有被測物體進入監(jiān)控區(qū)，一旦發(fā)現(xiàn)目標，立刻實施報警。常用的攝像頭有CCD攝像頭和CMOS攝像頭，CCD傳感器中每一行中每一個象素的電荷數(shù)據(jù)都會依次傳送到下一個象素中，由最底端部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將數(shù)據(jù)輸出。噪聲，CMOS的噪聲比CCD的要高很多。平臺利用RS232 接口輸出調(diào)試信息，通過USB HOST 接口連接USB 攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過CPU處理和存儲后把采集的圖片進行二值化處理和形態(tài)學處理在終端顯示圖像并且能夠判斷活動的人，若果發(fā)現(xiàn)活動的人則驅(qū)動蜂鳴器報警，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示： CPU S3C2440SDRAM64MNAND Flash256MNOR Flash2M報警模塊攝像頭USB串口 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖3. 嵌入式 LINUX 應用軟件平臺搭建 嵌入式 LINUX 系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)在當今高速發(fā)展的信息社會中應用越來越廣泛，幾乎離不開我們的生活，應用的領(lǐng)域更是比傳統(tǒng)的PC更加廣，它之所以能夠有這么快速并且穩(wěn)健的發(fā)展是因為嵌入式系統(tǒng)具備以下特點：l 系統(tǒng)內(nèi)核空間小。同時根據(jù)不同的任務,通常需要更改系統(tǒng)更大,程序的編譯下載和系統(tǒng)和聯(lián)合，這些變化和通用軟件“升級”完全是兩個概念。l 系統(tǒng)可靠性強。l 高實時性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒有像BIOS那樣的固件程序（注，有的嵌入式CPU也會內(nèi)嵌一段短小的啟動程序），因此整個系統(tǒng)的加載啟動任務就完全由BootLoader來完成。 再檢查一下當前編譯器版本，執(zhí)行以下命令： armLinuxgcc v 如圖，是帶軟浮點運算功能的編譯器： 帶軟浮點運算功能的編譯器配置LCD屏類型： 修改/opt/GTStudio/GT2440/第120行，如圖所示： LCD配置根據(jù) LCD 型號定義 LCD_TFT 的值，并注釋掉其他LCD型號，“//”表示注釋其中WD_F3224WI為勝華 寸屏，A070 為群創(chuàng)7 寸保存并關(guān)閉文件。 Linux 系統(tǒng)的移植 位于Linux\ 目錄，把內(nèi)核源代碼包復制到某一個目錄，進入該目錄，運行以下命令： tar xvzf –C /這樣將把內(nèi)核源代碼解壓到/opt/GTStudio/GT2440/ 目錄；解壓過程終端顯示如下圖所示： 內(nèi)核源碼解壓終端顯示為了方便用戶編譯，我們已經(jīng)制作了同光盤燒里燒寫鏡像一樣的內(nèi)核配置文件，7寸群創(chuàng)屏對應文件名為config_GT2440_A70，VGA轉(zhuǎn)接板分辨率設為640x480時對應文件名config_GT2440_VGA640X480，分辨率設為800x600時對應文件名config_GT2440_VGA800X600。系統(tǒng)大部分使用了標注了S3C2410 的選項，主要是由于S3C2410 和S3C2440 的很多寄存器地址等地址和設置是完全相同的，他們的配置也可以近似相同。還可以看到，在這個文件里面，還會用到一個機器碼MACH_TYPE，這個機器碼的定義文件為 arch/arm/tools/machtypes。同樣先進入主菜單，在 Device Drivers 菜單中，選擇Input device support，確認后進入菜單，找到并選擇Touchscreens，確認，選擇 Touchscreens 選項，再確認，找到以下選項：* GTStudio GT2440 TouchScreen input driver： 觸摸屏驅(qū)動配置終端顯示圖4．串口驅(qū)動配置。選擇NAND Device Support并確認 根文件系統(tǒng)配置圖在內(nèi)核中配置好根文件系統(tǒng)后，還要制做yaffs2文件系統(tǒng)映象，因此，需要使用mkyaffs2image 工具程序， yaffs2文件系統(tǒng)映象的制作過程主要有以下幾個步驟：(1) 文件復制到任意一個目錄，并且進入該目錄，然后執(zhí)行以下命令： tar xvzf C / 這將把制作工具 mkyaffsimage 安裝到系統(tǒng)的可執(zhí)行路徑/usr/sbin (2) 到任意一個目錄，進入該目錄，然后執(zhí)行以下解壓命令： tar xvzf C / 。 USB攝像頭驅(qū)動配置7．其他驅(qū)動程序。Vi有三送工作模式，分別是：命令行模式：最初進入的一般模式，此模式下可以移動光標進行瀏覽，可以整行刪除，但是無法編輯文字。GCC可以在多種硬件平臺上行編譯出可執(zhí)行程序，其執(zhí)行效率比一般的編譯器相比要高出20%左右。Gcc通過后綴來區(qū)分輸入文件的類別。GNU的Make能夠使整個軟件工程的編譯、鏈接只需要一個命令就可以完成。目前有眾多的GUI可供我們使用，考慮到授權(quán)和價格的因素，我們在QT/mbedded基礎(chǔ)上進行開發(fā)，完成了監(jiān)控端的軟件設計。 嵌入式QT是QT基于嵌入式處理器的版本。n 豐富的API：QT包括多達250個以上的C類，還替供基于模板的eollections，serialization，rile， l/0device， direetorymanagement，date/time類。QT的安裝方法如下：1. X86版本的編譯與模擬運行 ，進入該目錄執(zhí)行以下解壓縮命令： tar xvzf –C / 源碼包解壓的到/opt/GTStudio/GT2440/ 目錄。還可以先后執(zhí)行：./armbuild ./armbuildkonq ./armbuildapps ./armmktarget 腳本命令分別編譯它們。 2 ，否則會出現(xiàn)錯誤。4. 軟件設計，Linux內(nèi)核小，效率高，開源，支持網(wǎng)絡，嵌入式系統(tǒng)的有限硬件資源，要根據(jù)實際需要進行裁剪，配置所需的功能模塊，然后移植到硬件平臺。 所示：YN開始 打開視頻設備獲取設備和圖像信息 內(nèi)存映射mmap 初始化采集參數(shù)采集視頻數(shù)據(jù) 圖像處理 關(guān)閉視頻設備 結(jié)束 終止采集 視頻采集流程圖1. 打開視頻設備。通過v4l_get_capability( ) 函數(shù)獲取設備信息， 通過v4l_get_picture( )函數(shù)獲取圖像信息。初始化內(nèi)存映射時，需在內(nèi)存中開辟一塊空間，利用ioctl(vdfd,VIDIOCGMBUF, amp。5. 采集視頻數(shù)據(jù)。 視屏傳輸與播放攝像頭采集的視頻信號傳輸有兩條DMA通路。C 通路為如 MPEG YCbCr 4:2:0 或4:2:2格式數(shù)據(jù)到存儲器中。CAMIF有兩個時鐘域。如果使用了外部時鐘振蕩器，則應該懸空 CAMCLKOUT。編碼通路中使用小端方式儲存到幀存儲器中。對于預覽通路，存在著兩種不同格式。 圖像識別算法本系統(tǒng)采用的圖像識別算法核心內(nèi)容是灰度圖像二值化。二值化處理是圖像處理中最重要、最關(guān)鍵的一步。在本課題中灰度處理所用到的方法是加權(quán)平均法，加強平均法主要是根據(jù)人眼對不同顏色的敏感度來進行加權(quán)取值，在紅、綠、藍三種顏色中人眼對綠色的敏感度最高，紅色其次，最低的是藍色，所以根據(jù)這個規(guī)律的到的加權(quán)公式為： f(i,j)=(i,j)+(i,j)+(i,j)) (41)其中，f(i,j)是加權(quán)平均后的的灰度圖像，R、G、B分別是紅色、綠色和藍色。設和分別表示兩幅輸入的醫(yī)學圖像，定義為： (42) (43)式中，和分別表示醫(yī)學圖像的寬度和高度。中值濾波是一種能有效抑制圖像噪聲而提高信噪比的非線性濾波技術(shù)。中間位置的圖像數(shù)據(jù)的表達式為f(x,y)=med{f(x177。一維中值濾波原理設有一個一維序列f1,f2,…,fi…。對于一個有限長序列fi,f2,…,fi,…fn,，若濾波窗口長度為L=2k+1，為了使輸出信號長度與輸入信號長度同樣長，在濾彼前要在輸入信號兩邊分別擴展k個信號[10]，擴展的方法一般有兩種：(1)每邊擴展的k個信號值都與各自兩端的信號值相同，如式(32)所示，對于上面的序列和濾波窗口，其擴展后的序列為{0，0，0，1，3，0，5，5，5}。 一維序列中值濾波示例二維中值濾波原理設有一個二維圖像f，二維中值濾波的結(jié)果為： (49)式中，A為濾波窗口。針對嵌入式實時，主要在以下幾個方面提供相關(guān)的測試。3. 穩(wěn)定性測試，系統(tǒng)持續(xù)工作20小時以上，在對它進行功能測試，觀察是否能正常工作。如下圖所示為原圖和處理后的圖像： 圖a 背景圖片 圖b 被測圖片 圖 c a圖提取的灰度圖像 圖d b圖提取的灰度圖像 圖e 差值圖像 圖f 濾波和二值化后圖像 測試結(jié)果分析通過圖像我們可以看到，提取出來的充值圖像有一定程度的誤差和干擾，這些干擾會對系統(tǒng)的功能造成一定影響，而經(jīng)過濾波后的圖像明顯有了較大的改善。效果沒有那么好，但是為我以后從事嵌入式開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。由于是本人第一次接觸到圖像處理的算法，所以技術(shù)水平很低，最終的效果也不是很好。 Jonathan, .。在本論文的選題、開題、寫作、修改和論文完成階段，周老師都給了我最大的支持和幫助。最后，謹以此文獻給我摯愛的母親以及所有關(guān)心幫助過我的親人和朋友！ 2012年6月附錄1: USB攝像頭驅(qū)動代碼打開視頻設備。parm, 0, sizeof(struct v4l2_streamparm))。ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_PARM, amp。 } return 0。 for(i=0。 = i。 = V4L2_MEMORY_MMAP。 if(ret0) { 。 } mem_list[i] = (unsigned char*)mmap(0, , PROT_READ, MAP_SHARED, fd, )。}/* open device */ pcameradev_fd = 1。v4l_get_capability( ) 函數(shù)獲取設備信息， v4l_get_picture( )函數(shù)獲取圖像信息。 fprintf(stderr, Using V4L2 device.....: %s\n, dev)。 初始化采集參數(shù)/* camera config */ pcamera = amp。 pcamera = bus_info。 /* set fps=FPS */ pcameraformat = MJPEG。 = AF_INET。 } /* open socket for server */ if((server_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0))0) { printf(server socket failed: %s\n, strerror(errno))。 exit(1)。 = pcamerastream_port。 perror(Bind)。 } /* start to read the camera, push picture buffers into global buffer */pthread_create(amp。 pthread_create(amp。 /* create a child for every client that connects */ while(1) { int *pfd = (int *)calloc(1, sizeof(int))。client_thread, pfd)。 pcameradev_fd = 1。39。39。[c,d] = size(X)。elseif c a amp。 d b I(1:c,1:d) = X(1:c,1:d)。 I(1:c,d+1:b) = B(1:c,d+1:b)。%通過差值，獲取目標，并顯示原圖像H = I B。imshow(uint8(B))。%獲取目標，且背景為白色R = ones(a,b) * 255。imshow(uint8(R))。figure(5)。 R(i,j)~=255 Result(i,j) = I(i,j)。bw = im2bw(uint8(Resu