時(shí)間：2023-03-22 17:42:15
序論：在您撰寫圖像設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
在進(jìn)行圖像的設(shè)計(jì)、選擇和處理中，掌握專業(yè)軟件的基本使用技巧是必需的，圖像在網(wǎng)頁設(shè)計(jì)中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面。要達(dá)到這樣的目的，需要對圖像進(jìn)行合理的處理。使用動(dòng)畫圖片，以及適當(dāng)?shù)纳蕦Ρ?，形成版式的變化，吸引瀏覽者的注意，引導(dǎo)其對網(wǎng)站內(nèi)容的閱讀。根據(jù)公司對網(wǎng)站的功能定位，其所承載的任務(wù)與指向有所不同，對瀏覽者所作設(shè)定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網(wǎng)（）和騰訊（），一個(gè)作為門戶內(nèi)容網(wǎng)站，一個(gè)作為公司形象網(wǎng)站是兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)站，設(shè)計(jì)風(fēng)格，內(nèi)容和要求差異很大。
2新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)
作為第四媒體，其顯示終端可能是計(jì)算機(jī)，平板，電視或智能手機(jī)，為了頁面兼容等原因，前端設(shè)計(jì)出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如div+css技術(shù)，Javascript技術(shù)等，為了方便管理，一般采用對象的結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為分開。結(jié)構(gòu)是對象的內(nèi)容，表現(xiàn)是其外觀，而行為是與瀏覽者的交互，或者說是瀏覽者進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊或輸入內(nèi)容等操作時(shí)，頁面的反應(yīng)。在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計(jì)過程中，圖像對象也是如此，利用代碼可以對圖像進(jìn)行一些效果的處理，起到資源占用少，頁面維護(hù)容易等目的，還可以達(dá)到一些用基本圖像處理技術(shù)不易實(shí)現(xiàn)的效果。用div+css結(jié)合Javascript技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁前端一些設(shè)計(jì)效果和邏輯處理功能，比如圖像輪播和驗(yàn)證碼校驗(yàn)功能。在一個(gè)存在后臺(tái)管理的網(wǎng)站中，網(wǎng)頁的很多內(nèi)容來自于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，一些圖片也不例外，內(nèi)容需要和后臺(tái)交互，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和頁面的特定邏輯，決定圖像的外觀。這是基本圖像處理技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，需要設(shè)計(jì)者了解動(dòng)態(tài)頁面設(shè)計(jì)技術(shù)，常見的技術(shù)有，php和jsp技術(shù)等。除此之外，還有連接數(shù)據(jù)庫，縮放、剪切、相框、銳化、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、透明度、反色等對網(wǎng)頁圖片的處理。不再一一舉例。
3結(jié)論
（一）分析框架
文化是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，為了教學(xué)的需要，根據(jù)美國人類學(xué)傳統(tǒng)，將其定義為“一群人共有的理解世界、并用符號表達(dá)這一理解的方法”。由此定義不難發(fā)現(xiàn)，海報(bào)是文化的重要載體，許多文化研究都選擇海報(bào)作為切入點(diǎn)；關(guān)于文化的教科書也常常提到從分析海報(bào)入手理解一國文化。這種思路雖有意思，但在教學(xué)實(shí)踐中卻存在一個(gè)問題：以英語為外語的學(xué)生，要怎樣才能可靠地找出海報(bào)所反映的觀念，而不致讓自己的解讀淪為主觀臆斷呢？要回答這一問題，一個(gè)能解釋海報(bào)工作原理的分析框架不可或缺。沿著這一思路，本研究在實(shí)踐中嘗試用不同的圖像分析框架，包括著名的“圖像語法”，來分析海報(bào)通過圖像反映出的價(jià)值觀，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)這些框架均不能很好地實(shí)現(xiàn)這一目的。究其原因，似乎是因?yàn)楝F(xiàn)有圖像分析框架過于注重圖像系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)而忽視了圖像與受眾間的聯(lián)系，直接導(dǎo)致它們無法解釋海報(bào)如何做到通過圖像實(shí)現(xiàn)其社會(huì)目的。鑒于此，本研究主研人開展了海報(bào)圖像符號分析系統(tǒng)的相關(guān)研究工作，最終提出了一個(gè)簡單有效的分析框架，用以解釋海報(bào)通過圖像系統(tǒng)推廣新理念的機(jī)制在教學(xué)中，首先通過一組簡單的例子說明圖1所示的圖像分析框架。然后，通過小組討論的形式跟學(xué)生一起分析兩組文化背景不同的海報(bào)，確保學(xué)生理解海報(bào)通過圖像說服受眾接受某一理念的機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生通過該框架發(fā)現(xiàn)不同文化符號表征間的同質(zhì)性，并以此作為檢驗(yàn)該分析框架可靠性和合理性的證據(jù)。
（二）數(shù)據(jù)來源
本研究的數(shù)據(jù)來源之一是學(xué)生的書面作業(yè)。按照課程要求，學(xué)生需選擇感興趣的話題進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上撰寫相應(yīng)的書面研究報(bào)告；具體到本話題，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)原理以學(xué)習(xí)小組為單位獨(dú)立設(shè)計(jì)一份海報(bào)，并以書面報(bào)告的形式說明：（1）該海報(bào)的預(yù)期讀者群及其特征；（2）海報(bào)設(shè)計(jì)的基本原理；（3）海報(bào)設(shè)計(jì)的效度評估。最終，超過一半的學(xué)生（56人）選擇了上述題目作為研究話題。這些書面報(bào)告構(gòu)成了本研究的原始數(shù)據(jù)。本研究的另一個(gè)數(shù)據(jù)來源就是有針對性的結(jié)構(gòu)性訪談。為了更好地理解學(xué)習(xí)過程，在期末作業(yè)評分結(jié)束后，要求每一位選擇該話題的學(xué)生帶著自己作業(yè)來與教師面談五分鐘；研究者在訪談開始前明確告知學(xué)生本訪談不會(huì)影響成績，要求他們誠實(shí)作答。面談包括如下內(nèi)容：（1）學(xué)生在完成本作業(yè)過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；（2）了解學(xué)生未在書面報(bào)告中展示的學(xué)習(xí)過程細(xì)節(jié)，如對基本理論的理解等。所有訪談內(nèi)容都在征求學(xué)生同意的前提下被錄制下來，并按照研究的一般程序進(jìn)行分類和標(biāo)注，供后續(xù)研究分析之用。
二、分析和討論
在各國高等教育普遍重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大環(huán)境下，與之相關(guān)的研究方興未艾，大批專門測量創(chuàng)新能力的標(biāo)準(zhǔn)化量表相繼問世，如常用的“Torrance測試”。遺憾的是，目前很少有量表能直接測量學(xué)生圖像符號創(chuàng)新能力。盡管如此，已有研究對創(chuàng)新能力測量提出了一些原則，這些原則當(dāng)能應(yīng)用到本研究的分析中。經(jīng)整合，本研究主要從以下兩個(gè)方面衡量學(xué)生的圖像符號創(chuàng)新能力：（1）圖像符號系統(tǒng)的原創(chuàng)性；（2）圖像符號原創(chuàng)性與思維過程間的因果關(guān)系。
三、小結(jié)
網(wǎng)頁中的圖像，按照存儲(chǔ)格式不同可以分為矢量圖和位圖，按照使用用途的不同，大致可以分為地址欄圖像，網(wǎng)站Logo，網(wǎng)頁內(nèi)容圖像等。地址欄圖像類似一個(gè)圖標(biāo)，顯示在地址欄網(wǎng)址前邊，一般經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，能夠傳遞公司專業(yè)與精細(xì)的形象。內(nèi)容圖像是指嵌在網(wǎng)頁中或者作為網(wǎng)頁背景的圖像。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的進(jìn)步，用于圖像處理設(shè)計(jì)的軟件有了很大的發(fā)展。網(wǎng)頁三劍客中的Dreamweaver在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以對一些圖片進(jìn)行簡單的變化處理，fireworks能滿足對網(wǎng)頁圖片處理的大部分功能要求。對于一些有特殊要求的圖像，可以使用Adobe公司的Photoshop軟件進(jìn)行處理；在進(jìn)行Logo等設(shè)計(jì)時(shí)，一般使用CorelDraw或Illustrator等軟件來完成。在進(jìn)行圖像的設(shè)計(jì)、選擇和處理中，掌握專業(yè)軟件的基本使用技巧是必需的，圖像在網(wǎng)頁設(shè)計(jì)中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面。要達(dá)到這樣的目的，需要對圖像進(jìn)行合理的處理。使用動(dòng)畫圖片，以及適當(dāng)?shù)纳蕦Ρ龋纬砂媸降淖兓?，吸引瀏覽者的注意，引導(dǎo)其對網(wǎng)站內(nèi)容的閱讀。根據(jù)公司對網(wǎng)站的功能定位，其所承載的任務(wù)與指向有所不同，對瀏覽者所作設(shè)定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網(wǎng)（）和騰訊（），一個(gè)作為門戶內(nèi)容網(wǎng)站，一個(gè)作為公司形象網(wǎng)站是兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)站，設(shè)計(jì)風(fēng)格，內(nèi)容和要求差異很大。
2新技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)作為第四媒體，其顯示終端可能是計(jì)算機(jī)，平板，電視或智能手機(jī)，為了頁面兼容等原因，前端設(shè)計(jì)出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如div+css技術(shù)，Javascript技術(shù)等，為了方便管理，一般采用對象的結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為分開。結(jié)構(gòu)是對象的內(nèi)容，表現(xiàn)是其外觀，而行為是與瀏覽者的交互，或者說是瀏覽者進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊或輸入內(nèi)容等操作時(shí)，頁面的反應(yīng)。在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計(jì)過程中，圖像對象也是如此，利用代碼可以對圖像進(jìn)行一些效果的處理，起到資源占用少，頁面維護(hù)容易等目的，還可以達(dá)到一些用基本圖像處理技術(shù)不易實(shí)現(xiàn)的效果。用div+css結(jié)合Javascript技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁前端一些設(shè)計(jì)效果和邏輯處理功能，比如圖像輪播和驗(yàn)證碼校驗(yàn)功能。在一個(gè)存在后臺(tái)管理的網(wǎng)站中，網(wǎng)頁的很多內(nèi)容來自于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，一些圖片也不例外，內(nèi)容需要和后臺(tái)交互，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和頁面的特定邏輯，決定圖像的外觀。這是基本圖像處理技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，需要設(shè)計(jì)者了解動(dòng)態(tài)頁面設(shè)計(jì)技術(shù)，常見的技術(shù)有，php和jsp技術(shù)等。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，圖像采集，電路設(shè)計(jì)
Abstract:Inthispaper,wepresenttwodifferentinterfacesbetweendigitalaimagesensorsandaprocessorforembedsystems,I/OmodeandDMW(DirectMemoryWrite)mode.InI/Omode,processorcanreadimagedatathroughI/Oport,andtheinterfaceissimple.InDMWmode,imagedatacanbewriteintoRAMdirectlywhileaprocessorissuspended.
Keywords:EmbedSystem,ImageCapture,ElectronicCircuit
一、引言
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，具有圖像功能的嵌入式應(yīng)用愈來愈多。從數(shù)碼相機(jī)、可視電話、多功能移動(dòng)電話等消費(fèi)產(chǎn)品到門禁、數(shù)字視頻監(jiān)視等工業(yè)控制及安防產(chǎn)品，圖像采集和處理已成為重要的組成部分之一。圖像采集需要進(jìn)行同步信號的處理，比通常的A/D數(shù)據(jù)采集過程復(fù)雜，電路的設(shè)計(jì)也較為困難。傳統(tǒng)PC上的圖像采集卡都是在Philips、Brooktree等半導(dǎo)體公司提供的接口芯片基礎(chǔ)上，由專業(yè)公司開發(fā)生產(chǎn)。在嵌入式系統(tǒng)中不同的處理器和圖像傳感器的信號定義及接口方式不同，沒有通用的接口芯片。另外，利用系統(tǒng)中的現(xiàn)有資源設(shè)計(jì)圖像采集電路，可以減少器件數(shù)量、縮小產(chǎn)品體積和降低系統(tǒng)成本。所以，通常嵌入式系統(tǒng)中要求自行設(shè)計(jì)圖像采集接口電路。本文針對不同采集速度的要求，提出了兩種圖像采集接口電路的設(shè)計(jì)方法。
目前市場上主流的圖像傳感器有CCD、CMOS兩種器件，其中CMOS器件上世紀(jì)90年代產(chǎn)生，近年來得到了迅速發(fā)展。傳感器的輸出有模擬和數(shù)字兩種。由于CMOS器件功耗小、使用方便，具有直接數(shù)字圖像輸出功能，作者在設(shè)計(jì)時(shí)選用了CMOS數(shù)字輸出圖像傳感器件。其他方式器件的接口設(shè)計(jì)與此類似，將在討論中說明。
本文內(nèi)容做如下安排：第二部分簡述圖像信號的特點(diǎn)；第三、四部分分別介紹I/O和內(nèi)存直接寫入兩種接口設(shè)計(jì)方法；最后部分是討論。
二、圖像信號介紹
圖1給出了采樣時(shí)鐘(PCLK)和輸出數(shù)據(jù)（D）之間的時(shí)序關(guān)系。在讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí)用PCLK鎖存輸出數(shù)據(jù)。除采樣時(shí)鐘（PCLK）和數(shù)據(jù)輸出(D)外，還有水平方向的行同步信號(HSYNC))和垂直方向的場同步信號（VSYNC）。對于隔行掃描器件，還有幀同步信號（FRAME）。如圖2，一幀包括兩場。圖2中窄的矩形條是同步脈沖，同步脈沖期間數(shù)據(jù)端口輸出的數(shù)據(jù)無效。
PLCK存在時(shí)，圖像數(shù)據(jù)端口連續(xù)不斷地輸出數(shù)據(jù)。由于行之間以及場之間輸出數(shù)據(jù)無效，在采集圖像數(shù)據(jù)必須考慮同步信號，讀取有效數(shù)據(jù)才能保證圖像的完整性。
三、I/O接口設(shè)計(jì)
對于MCU、DSP處理器，I/O是最方便的訪問方式之一。以I/O方式讀取圖像數(shù)據(jù)不僅可以簡化電路設(shè)計(jì)，而且程序也很簡單。但由于讀取每一個(gè)像素都要檢測狀態(tài)，在處理器速度低的情況下，讀取圖像慢。在處理器速度快或圖像采集速度要求不高的應(yīng)用中，I/O接口方式是一個(gè)較好的選擇。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
在圖像傳感器和處理器之間，利用兩個(gè)鎖存器分別鎖存狀態(tài)和圖像數(shù)據(jù)，處理器通過兩個(gè)I/O端口分別讀取。圖3中，在采樣時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)鎖存器保存?zhèn)鞲衅鬏敵龅膱D像數(shù)據(jù)，當(dāng)處理器通過I/O口讀取圖像時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器輸出數(shù)據(jù)。其它情況下，鎖存器輸出處于高阻狀態(tài)。處理器通過狀態(tài)鎖存器讀取同步信號和圖像就緒（Ready）指示信號。在數(shù)據(jù)鎖存器保存圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，狀態(tài)鎖存器產(chǎn)生Ready信號（從‘0’到‘1’）。處理器讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí)，Ready信號自動(dòng)清除（從‘1’到‘0’）。處理器讀取狀態(tài)時(shí)鎖存器驅(qū)動(dòng)總線，其他情況下輸出處于高阻狀態(tài)。
2、圖像讀取流程
要保證圖像的完整性就必須從一場圖像的第一行開始讀取，對于隔行掃描輸出的圖像則必須從一幀的第一行開始讀取。讀取每行圖像數(shù)據(jù)時(shí)，則從該行的第一個(gè)像素開始。因此，在讀取圖像數(shù)據(jù)前應(yīng)先判斷場和行的起始位置。圖4是通過I/O接口方式讀取圖像數(shù)據(jù)的流程。讀取每個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)前先查詢數(shù)據(jù)狀態(tài)，如果數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好則讀取數(shù)據(jù)。
3、同步信號檢測
為了簡化電路設(shè)計(jì)，用處理器直接讀取同步信號，然后找出場和行的起始位置。
從圖2可以看出，處理器讀取同步信號時(shí)，信號可能處在同步脈沖狀態(tài)（‘1’）或正常狀態(tài)（‘0‘）。對于那些同步信號反向的器件，則分別為‘0’和‘1’。如果信號處于同步脈沖狀態(tài)，第一次檢測到的正常狀態(tài)就起始位置。如果信號處于正常狀態(tài)，則首先檢測到脈沖狀態(tài)，然后用同樣的方法確定起始位置。
通過上述方法可以檢測出場的起始位置和行起始位置。
4、用VHDL設(shè)計(jì)鎖存器
在應(yīng)用中，以上兩個(gè)鎖存器的功能和其他邏輯集中在一起，用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。下面分別為它們的VHDL表示。
設(shè)DO(0-7)是鎖存器輸出端，DI(0-7)是鎖存器輸入端，DM(0-7)是中間狀態(tài)，Data_R是數(shù)據(jù)讀信號（低電平時(shí)有效），則數(shù)據(jù)鎖存器的VHDL描述為：
Process(reset,PCLK)--鎖存圖像數(shù)據(jù)
Begin
Ifreset=''''0''''then
DM<="00000000";--清除數(shù)據(jù)
ElseifPCLK''''eventandPCLK=''''1''''then
DM<=DI;--鎖存數(shù)據(jù)
Endif;
Endprocess;
Process(DM,Data_R)--讀取圖像數(shù)據(jù)
Begin
IfData_R=''''0''''then
DO<=DM;--輸出圖像數(shù)據(jù)
Else
DO<="ZZZZZZZZ"--輸出高阻
Endif;
Endprocess;
進(jìn)一步設(shè)數(shù)據(jù)有效狀態(tài)為Dstatus,狀態(tài)讀寫信號為Status_R(低點(diǎn)平時(shí)有效)，則狀態(tài)鎖存器的VHDL描述為：
Process(reset,PCLK，Data_R)--數(shù)據(jù)有效狀態(tài)控制
Begin
Ifreset=''''0''''orData_R=''''0''''then
Dstatus<=''''0'''';--清除狀態(tài)
ElseifPCLK''''enentandPCLK=''''1''''then
Dstatus<=''''1'''';--設(shè)置狀態(tài)
Endif;
Endprocess;
Process(Dstatus,Status_R)--讀取狀態(tài)和同步信號
Begin
IfStatus_R=''''0''''then
DO0<=Dstatus;
DO1<=VSYNC;
DO2<=HSYNC;
DO3<=FRAME;
Else
DO<="ZZZZZZZZ";--高阻狀態(tài)
Endif;
Endprocess;
四、內(nèi)存直接寫入接口設(shè)計(jì)
在處理器速度較慢且圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率不能降低的情況下，采用上述I/O接口方法不能得到完整的圖像。另外，有些應(yīng)用中要求能夠?qū)崟r(shí)采集圖像。為此，我們設(shè)計(jì)了高速數(shù)據(jù)圖像采集方法―內(nèi)存直接寫入法。由于SRAM訪問控制簡單，電路設(shè)計(jì)方便，被大量嵌入式系統(tǒng)采用，本文以SRAM作為存儲(chǔ)器。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
內(nèi)存直接寫入方法通過設(shè)計(jì)的圖像采集控制器（以下簡稱控制器）不需處理器參與，直接將圖像數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)中的內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)高速圖像采集。
圖5是接口結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)需要采集圖像時(shí)，處理器向控制器發(fā)出采集請求，請求信號capture_r從高到低?？刂破鹘拥秸埱竺}沖后，發(fā)出處理器掛起請求信號HOLD,使處理器的外總線處于高阻狀態(tài)，釋放出總線?？刂破魇盏教幚砥鲬?yīng)答HOLDA后管理總線，同時(shí)檢測圖像同步信號。當(dāng)檢測到圖像開始位置時(shí)，控制器自動(dòng)產(chǎn)生地址和讀寫控制信號將圖像數(shù)據(jù)直接寫入內(nèi)存中。圖像采集完成后，控制器自動(dòng)將總線控制權(quán)交還處理器，處理器繼續(xù)運(yùn)行，控制器中與采集相關(guān)的狀態(tài)復(fù)位?？刂破骺梢愿鶕?jù)同步信號或設(shè)定的采集圖像大小確定采集是否完成。
在圖5中，控制器包括同步信號檢測、地址發(fā)生器、SRAM寫控制器、總線控制器和處理器握手電路等主要部分。同步信號檢測確定每一場（幀）和每一行的起始位置；地址發(fā)生器產(chǎn)生寫SRAM所需的地址；SRAM寫控制器產(chǎn)生寫入時(shí)序；總線控制器在采集圖像時(shí)管理總線，采集完成后自動(dòng)釋放；處理器握手電路接受處理器命令、發(fā)總線管理請求和應(yīng)答處理器。
2、SRAM寫控制時(shí)序
采集圖像過程中，控制器自動(dòng)將數(shù)據(jù)寫入到硬件設(shè)定的內(nèi)存中。寫內(nèi)存時(shí)，控制器產(chǎn)生RAM地址（A）、片選信號(/CS)、讀信號(/RD)和寫信號(/WD)，同時(shí)鎖存?zhèn)鞲衅鬏敵龅臄?shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線(D)上。每寫入一個(gè)數(shù)據(jù)后，地址(A)自動(dòng)增1。采集時(shí)/CS保持有效（‘0’）狀態(tài)而/RD處于無效狀態(tài)（‘1’）。地址A的變化必須與/WD和數(shù)據(jù)鎖存器協(xié)調(diào)好才能保證圖像數(shù)據(jù)的有效性。
圖6是控制器產(chǎn)生的SRAM信號時(shí)序圖。用PCLK作為地址發(fā)生器的輸入時(shí)鐘，且在其上升沿更新地址值。同樣，在PCLK的上沿鎖存數(shù)據(jù)并輸出到總線上。將PCLK反相，作為/WD信號，使得在/WD的上升沿地址和數(shù)據(jù)穩(wěn)定，確保寫入數(shù)據(jù)的有效性。
3、控制器主要功能的VHDL描述
描述控制器中全部功能的VHDL代碼較長，而且有些部分是常用的（如計(jì)數(shù)器等）。圖像采集狀態(tài)產(chǎn)生和同步信號的檢測是其中重要的部分。下面介紹這兩部分的VHDL描述。
圖像采集狀態(tài)capture_s:
處理器的采集請求信號capture_r使capture_s從‘0’到‘1’，場地址發(fā)生器（計(jì)數(shù)器）的溢出位vcount_o，清除capture_s。
process(capture_r,reset,vcount_o)
begin
ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''then
capture_s<=''''0'''';--清除
elseifcapture_r''''eventandcapture_r=''''0''''then
capture_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
endif;
endprocess;
同步信號檢測：
只有在采集狀態(tài)capture_s有效時(shí)（‘1’）才檢測場同步信號，場同步信號下降沿置場有效狀態(tài)（vsync_s），場地址發(fā)生器溢出位vcount_o清除場有效狀態(tài)。只有在vsync_s有效情況下才檢測行同步信號，行同步信號下降沿置行有效狀態(tài)（hsync_s），行計(jì)數(shù)器溢出信號hcount_o清除行狀態(tài)。只有在行狀態(tài)有效的情況下計(jì)數(shù)器才工作，且將數(shù)據(jù)寫入RAM。
Process(capture_s,reset,vcount_o,vsync)
Begin
Ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''orcapture_s=''''0''''then
Vsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifvsync''''eventandvsync=''''0''''then
Vsync_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
Endif;
Endprocess;
Process(vsync_s,reset,hcount_o,hsync)
Begin
Ifvsync_s=''''0''''orreset=''''0''''orhcount_o=''''1''''then
Hsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifhsync''''eventandhsync=''''0''''then
Hsync_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
Endif;
Endprocess;
五、討論
我們在基于TI公司的TMS320C3X系列DSP開發(fā)的嵌入式指紋圖像處理模塊中分別用上述兩種方法成功實(shí)現(xiàn)了指紋圖像的采集。
采用I/O接口方式最關(guān)鍵的是要求處理器的頻率遠(yuǎn)高于圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率。例如，如果處理的指令周期為20ns，讀取每個(gè)數(shù)據(jù)需要10個(gè)指令周期，則數(shù)據(jù)的輸出頻率不能超過5MHz，它低于一般的CMOS圖像傳感器件最快的數(shù)據(jù)輸出頻率。例如國內(nèi)使用較多的OV7610和OV7620，其正常輸出數(shù)據(jù)頻率為13.5MHz。在應(yīng)用過程中，通常改變傳感器中寄存器的設(shè)置值，降低其數(shù)據(jù)輸出頻率。
本文選用的是CMOS數(shù)字輸出圖像傳感器。對于模擬視頻信號，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加同步分離和A/D轉(zhuǎn)換電路。圖像采集的數(shù)字接口和邏輯控制與本文相同。
目前，隨著人們生活水平的提高，對于室內(nèi)設(shè)計(jì)的要求越來越高，而數(shù)碼圖像技術(shù)的產(chǎn)生正好迎合了人們的需求，在設(shè)計(jì)中，數(shù)碼圖像技術(shù)具有三個(gè)基本特征。首先是色彩多樣，數(shù)字化技術(shù)可以隨意調(diào)制出豐富多彩的色調(diào)供客戶選擇，這是傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)無法企及的。其次是生動(dòng)逼真的特點(diǎn)，數(shù)字化技術(shù)利用軟件可以營造出三維立體的效果，客戶可以從多個(gè)角度來預(yù)先觀看效果，由于數(shù)字化可以隨意地將效果放大或縮小，每一個(gè)細(xì)節(jié)都能及時(shí)展現(xiàn)在客戶面前，使設(shè)計(jì)者和客戶能及時(shí)溝通。
二、數(shù)碼圖像技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的步驟
數(shù)碼圖像技術(shù)在進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，一般由以下幾個(gè)步驟組成：
（1）建模。建模是數(shù)碼圖像技術(shù)在設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，建模方式分二維和三維兩種，二維指的是平面圖形，三維則是立體圖形。
（2）空間設(shè)計(jì)，空間性是室內(nèi)設(shè)計(jì)的重要因素，只有把握好空間的大小，才能進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。外墻構(gòu)成的空間是進(jìn)行設(shè)計(jì)的首要部分，在設(shè)計(jì)中，首先要通過工程制圖軟件將這個(gè)空間繪制成平面圖和立體圖，用毫米作單位，將平面圖和立體圖導(dǎo)入到3dsmax中，作為制作模型的參考。其次，在3dsmax中設(shè)置顯示單位和系統(tǒng)單位為毫米，這樣三維制作軟件和工程制圖就達(dá)到一致，進(jìn)行墻體制作時(shí)，誤差就會(huì)減到最低。在使用空間設(shè)計(jì)方面，要合理地按照設(shè)計(jì)要求布置空間，對于一些家庭用具要進(jìn)行模型制作，也可以用同類型的模型代替，只有從整體到細(xì)節(jié)都進(jìn)行完整設(shè)計(jì)，才能在建模時(shí)提高精確度。
（3）材質(zhì)調(diào)節(jié)。材質(zhì)不僅是室內(nèi)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在設(shè)計(jì)中，材質(zhì)也是視覺效果真實(shí)性的保障。
（4）燈光設(shè)置，視覺效果和視覺造型是通過光線來表現(xiàn)的，在數(shù)碼圖像技術(shù)中也不例外，燈光既可以用來照明，還可以用來烘托氣氛，表現(xiàn)設(shè)計(jì)效果。
（5）攝像機(jī)的設(shè)定，一副好的效果圖和取景角度也有直接的關(guān)系，在材質(zhì)和光源都確定好之后，效果圖的畫面基本色調(diào)也就確定了，這時(shí)就要合理設(shè)定攝像機(jī)的角度，才能夠保證渲染后的畫面具有主次分明，虛實(shí)得當(dāng)?shù)男Ч?/p>
（6）渲染，渲染是運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件的渲染功能，來計(jì)算生成特定分辨率的靜態(tài)圖形或是動(dòng)態(tài)視頻的過程。
（7）后期處理，經(jīng)過渲染出來的圖形還要利用專門的圖像處理軟件進(jìn)行剪裁、校色、配景等加工手續(xù)，以達(dá)到最佳效果。
三、結(jié)語
（一）分析框架
文化是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，為了教學(xué)的需要，根據(jù)美國人類學(xué)傳統(tǒng)，將其定義為“一群人共有的理解世界、并用符號表達(dá)這一理解的方法”。由此定義不難發(fā)現(xiàn)，海報(bào)是文化的重要載體，許多文化研究都選擇海報(bào)作為切入點(diǎn)；關(guān)于文化的教科書也常常提到從分析海報(bào)入手理解一國文化。這種思路雖有意思，但在教學(xué)實(shí)踐中卻存在一個(gè)問題：以英語為外語的學(xué)生，要怎樣才能可靠地找出海報(bào)所反映的觀念，而不致讓自己的解讀淪為主觀臆斷呢？要回答這一問題，一個(gè)能解釋海報(bào)工作原理的分析框架不可或缺。沿著這一思路，本研究在實(shí)踐中嘗試用不同的圖像分析框架，包括著名的“圖像語法”，來分析海報(bào)通過圖像反映出的價(jià)值觀，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)這些框架均不能很好地實(shí)現(xiàn)這一目的。究其原因，似乎是因?yàn)楝F(xiàn)有圖像分析框架過于注重圖像系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)而忽視了圖像與受眾間的聯(lián)系，直接導(dǎo)致它們無法解釋海報(bào)如何做到通過圖像實(shí)現(xiàn)其社會(huì)目的。鑒于此，本研究主研人開展了海報(bào)圖像符號分析系統(tǒng)的相關(guān)研究工作，最終提出了一個(gè)簡單有效的分析框架，用以解釋海報(bào)通過圖像系統(tǒng)推廣新理念的機(jī)制在教學(xué)中，首先通過一組簡單的例子說明圖像分析框架。然后，通過小組討論的形式跟學(xué)生一起分析兩組文化背景不同的海報(bào)，確保學(xué)生理解海報(bào)通過圖像說服受眾接受某一理念的機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生通過該框架發(fā)現(xiàn)不同文化符號表征間的同質(zhì)性，并以此作為檢驗(yàn)該分析框架可靠性和合理性的證據(jù)。
（二）數(shù)據(jù)來源
本研究的數(shù)據(jù)來源之一是學(xué)生的書面作業(yè)。按照課程要求，學(xué)生需選擇感興趣的話題進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上撰寫相應(yīng)的書面研究報(bào)告；具體到本話題，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)原理以學(xué)習(xí)小組為單位獨(dú)立設(shè)計(jì)一份海報(bào)，并以書面報(bào)告的形式說明：（1）該海報(bào)的預(yù)期讀者群及其特征；（2）海報(bào)設(shè)計(jì)的基本原理；（3）海報(bào)設(shè)計(jì)的效度評估。最終，超過一半的學(xué)生（56人）選擇了上述題目作為研究話題。這些書面報(bào)告構(gòu)成了本研究的原始數(shù)據(jù)。本研究的另一個(gè)數(shù)據(jù)來源就是有針對性的結(jié)構(gòu)性訪談。為了更好地理解學(xué)習(xí)過程，在期末作業(yè)評分結(jié)束后，要求每一位選擇該話題的學(xué)生帶著自己作業(yè)來與教師面談五分鐘；研究者在訪談開始前明確告知學(xué)生本訪談不會(huì)影響成績，要求他們誠實(shí)作答。面談包括如下內(nèi)容：（1）學(xué)生在完成本作業(yè)過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；（2）了解學(xué)生未在書面報(bào)告中展示的學(xué)習(xí)過程細(xì)節(jié)，如對基本理論的理解等。所有訪談內(nèi)容都在征求學(xué)生同意的前提下被錄制下來，并按照研究的一般程序進(jìn)行分類和標(biāo)注，供后續(xù)研究分析之用。
二、分析和討論
在各國高等教育普遍重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大環(huán)境下，與之相關(guān)的研究方興未艾，大批專門測量創(chuàng)新能力的標(biāo)準(zhǔn)化量表相繼問世，如常用的“Torrance測試”。遺憾的是，目前很少有量表能直接測量學(xué)生圖像符號創(chuàng)新能力。盡管如此，已有研究對創(chuàng)新能力測量提出了一些原則，這些原則當(dāng)能應(yīng)用到本研究的分析中。經(jīng)整合，本研究主要從以下兩個(gè)方面衡量學(xué)生的圖像符號創(chuàng)新能力：（1）圖像符號系統(tǒng)的原創(chuàng)性；（2）圖像符號原創(chuàng)性與思維過程間的因果關(guān)系。
三、小結(jié)
關(guān)鍵詞：PWMSG3524控制器
在沒有紅外探測器或其它圖像采集設(shè)備的條件下，可以先開發(fā)基于PCI總線的圖像處理平臺(tái)，由計(jì)算機(jī)模擬圖像的生成并完成圖像的高速傳輸，以縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，使系統(tǒng)靈活、實(shí)用、便于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用美國TI公司的新一代高性能浮點(diǎn)數(shù)字信號處理器TMS320C6701（以下簡稱C6701）研制了實(shí)時(shí)圖像識別與跟蹤處理平臺(tái)，利用不變矩進(jìn)行圖像識別，采用質(zhì)心跟蹤方案，獲得了很好的實(shí)驗(yàn)效果。充分發(fā)揮了C6701強(qiáng)大的數(shù)字信號處理能力，并為后續(xù)的研究提供了很好的軟硬件平臺(tái)基礎(chǔ)。
1C6701數(shù)字信號處理器簡介
C6701芯片內(nèi)有8個(gè)并行處理單元，分為相同的兩組。采用甚長指令字VLIW結(jié)構(gòu)，使C6701成為高性能的數(shù)字信號處理芯片。其單指令字長為32b，8個(gè)指令組成一個(gè)指令包，總字長為256b。芯片內(nèi)部設(shè)置了專門的指令分配模塊，可以將每個(gè)256b指令包同時(shí)分配到8個(gè)處理單元，8個(gè)單元可同時(shí)運(yùn)行。芯片的最高時(shí)鐘頻率達(dá)到167MHz，此時(shí)浮點(diǎn)運(yùn)算處理能力可達(dá)到1GFLOPS。外部存儲(chǔ)器接口EMIF支持8／16／32b數(shù)據(jù)寬度的各種類型的同步、異步存儲(chǔ)器,便于系統(tǒng)擴(kuò)展。C6701片內(nèi)有64KB的數(shù)據(jù)RAM和64KB的程序RAM；片外存儲(chǔ)空間分為4個(gè)區(qū)（CE0、CE1、CE2、CE3）；有4個(gè)相互獨(dú)立的可編程DMA通道，還有第五個(gè)DMA通道可與HPI接口。
2PCI9054的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
PCI09054是美國PLX公司生產(chǎn)的一種32b33MHz的PCI總線主控I／O加速器。采用先進(jìn)的PLX流水線結(jié)構(gòu)；符合PCI本地總線規(guī)范2．2版，突發(fā)傳輸速率達(dá)到132MB／s；本地總線復(fù)用／非復(fù)用的32b地址／數(shù)據(jù)線，有M、J、C三種工作模式，但C模式的數(shù)據(jù)和地址總線是非復(fù)用的；支持8b、16b、32b設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備，本地總線操作速率高達(dá)50MHz；內(nèi)部有6種可編程的FIFO，可實(shí)現(xiàn)零等待的突發(fā)傳輸及本地總線時(shí)鐘和PCI總線時(shí)鐘的異步操作，支持主模式、從模式和DMA傳輸模式。PCI9054是一種性價(jià)比高的PCI橋接芯片。
圖1給出了PCI總線接口連接圖，使用2K的ST93CS56串行EEPROM作為PCI9054的配置芯片，圖中雙口RAM可設(shè)計(jì)成32b、16b或8b。PLX9054工作在C模式下。本地總線晶振為30MHz，經(jīng)過測試PLX9054工作在從模式單字節(jié)讀寫的情況下，本地總線速度已達(dá)12MB／s。根據(jù)實(shí)際圖像傳輸需要（圖像大小為256×256，深度為8b的灰度圖像）幀頻為25幀／s，已經(jīng)滿足需要。為了再提高傳輸速度，PLX9054可以開發(fā)成突發(fā)或DMA傳輸方式。使用CPLD(Xilinx的XC95108)完成PCI9054到雙口RAM的譯碼電路，本地地址空間可尋址大小為1MB，1MB的本地地址空間映射為地址00000000H～000fffffH,PCI總線的地址空間（計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配）為ef100000H～ef1fffffH，同時(shí)要求PCI基址空間2（對應(yīng)寄存器PCIBAR2）映射到本地地址空間0(對應(yīng)寄存器LAS0BA()即LAS0RR寄存器設(shè)為fff00000H,LAS0BA寄存器設(shè)為00000001H。其中，LAS0BA的最低位置成“1”，表示PCI直接從模式訪問本地地址空間0，使能譯碼；寫“0”則禁止使能。PCIBAR2的值為ef100000H。
圖2圖像處理系統(tǒng)硬件框圖
利用WinDriver6．01驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)工具生成PCI圖像傳輸卡的WDM驅(qū)動(dòng)程序代碼，用VisualC＋＋6．0編寫應(yīng)用程序，完成圖像處理版與PC機(jī)之間的高速率的圖像序列傳輸。
3圖像處理板硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。圖像處理板以DSPC6701為核心，C6701主要負(fù)責(zé)圖像處理，包括對目標(biāo)的識別和跟蹤，并給出最終的跟蹤角誤差。源圖像通過PCI接口卡傳入圖像處理板的兩片雙口RAM，兩片雙口RAM采用乒乓式存儲(chǔ)。即為了保證圖像處理的實(shí)時(shí)性，當(dāng)一片RAM接收數(shù)據(jù)時(shí)，另一片RAM為DSP提供圖像處理的數(shù)據(jù)。SDRAM用作DSPRAM的擴(kuò)展，存儲(chǔ)圖像處理的中間結(jié)果。圖像處理后的方位與俯仰角度數(shù)據(jù)通過82C52轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，再經(jīng)DS8921轉(zhuǎn)換成RS－422電平，送給系統(tǒng)的后續(xù)電路。
FPGA選用Altera公司的APEXEP20K200,完成整個(gè)圖像處理板的譯碼邏輯，并承擔(dān)部分圖像處理功能。APEXEP20K200門數(shù)為20萬門，采用串行配置時(shí)必須使用兩片EPC2。FPGA配置在C6701的CE0空間。FLASH選用4Mb的AM29LV040，用作DSPBootLoader加載程序時(shí)的8bROM，只能配置在CE1空間，因?yàn)镃6701只有CE1空間可以與8b／16b的“窄存儲(chǔ)器”接口。SDRAM的容量為4M×32b，配置在CE2空間。兩片雙口RAM為CY7C028V，容量為64K×16b，都配置在CE3空間，地址分別譯為0x03000000和0x03040000。C6701的BOOTMODE[4:0]＝01101,即存儲(chǔ)器映射方式為MAP1、8bitROM加載、地址0處的存儲(chǔ)器對應(yīng)為DSP內(nèi)部程序RAM。
4軟件算法
圖像由計(jì)算機(jī)經(jīng)PCI卡傳到圖像處理板的雙口RAM后，DSP對圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像校正、圖像濾波，之后進(jìn)行圖像分割和識別。當(dāng)識別出目標(biāo)時(shí)設(shè)置跟蹤波門，則后續(xù)圖像序列在波門內(nèi)進(jìn)行跟蹤。本系統(tǒng)識別的目標(biāo)為高空飛行的飛機(jī)圖像，采用的識別算法要求具有平移、旋轉(zhuǎn)和比例的識別特征不變性，同時(shí)要求跟蹤速度快。
4.1圖像分割
圖像分割的目的是將圖像目標(biāo)和背景分割開來，從而知道目標(biāo)的大致位置。目前已有各種各樣的方法，其中簡單有效的方法是直方圖分割法中的最大距離法（類間方差門限法）。它的基本思想是：在直方圖取值范圍內(nèi)，任一灰度級可將直方圖分為左右兩部分，如果這兩部分的灰度均值與總體的灰度均值相距最大，則該灰度級就取為分割門限。這種分割技術(shù)可由如下公式描述：
D(l′)＝{[λ(l'''')-μPo(l'''')]2}/Po(l'''')[1-Po(l'''')](1)
式中,，Pl為灰度l級處的概率。分割的準(zhǔn)則是將D(l′)為最大值的灰度級l′作為圖像分割的門限值。圖像中凡是灰度值大于分割門限的像點(diǎn)，均認(rèn)為是背景中的點(diǎn)；反之，則認(rèn)為是潛在目標(biāo)區(qū)域中的點(diǎn)。這種分割方法可以精確地找到分割門限，提取目標(biāo)。
4．2圖像識別
圖像經(jīng)過分割后，接下來就要對目標(biāo)圖像識別。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別技術(shù)的關(guān)鍵是如何利用一組特征參數(shù)對區(qū)域的本質(zhì)特征進(jìn)行有效的描述。適當(dāng)?shù)剡x擇特征是很重要的，因?yàn)樵谧R別目標(biāo)時(shí)它是唯一的依據(jù)。圖像的識別特征有各種各樣的描述，如目標(biāo)形狀、大小、統(tǒng)計(jì)分布等。這里使用仿射矩不變量和分散度特征來識別目標(biāo)，取得了較好的效果。
對于經(jīng)過分割（二值）處理的數(shù)字圖像f(x,y)，可以定義（p＋q）階矩：
mpq＝∑XpYqf(x,y)（2）
式中,p,q＝0，1，3……
f(x,y)的（p＋q）階中心矩可用下式表示：
μ＝∑（X－X）p(Y－Y)qf(x,y)（3）
式中,X＝m10／m00,Y＝m01／m00,即(X,Y)為目標(biāo)區(qū)域灰度質(zhì)心。
f(x,y)惟一地確定一個(gè)矩序列{mpq}，反之，矩序列{mpq}也唯一確定f(x,y)。在此利用公式（4）的5個(gè)幾何矩不變量[4]，再加上分散度特征一起代入目標(biāo)匹配公式[2]進(jìn)行目標(biāo)識別。
φ1＝η20＋η02
φ2＝(η20－η02)2＋4η211
φ3＝η20η022－η（4）
φ4＝(η30－3η12)2＋(3η－η03)2
φ5＝(η30＋η12)2＋(η＋η03)2
其中,ηpq＝μpq／(μ00)(p＋q＋2)／2。
此5個(gè)不變矩對目標(biāo)區(qū)域的平移(T)、旋轉(zhuǎn)(R)和區(qū)域的比例大小(S)保持不變。
4．3目標(biāo)跟蹤與軌跡預(yù)測
識別出目標(biāo)后，根據(jù)目標(biāo)確定跟蹤波門大小，在跟蹤波門內(nèi)進(jìn)行跟蹤，波門的大小采用自適應(yīng)設(shè)置。常用的跟蹤算法有波門跟蹤、圖像匹配跟蹤和多模跟蹤算法，考慮到背景較簡單，采用基于公式（1）的質(zhì)心跟蹤方案。把波門的中心G(xG,yG)和目標(biāo)質(zhì)心T(xT,yT)的偏差作為跟蹤誤差，通過RS－422接口輸出給后續(xù)處理板來實(shí)時(shí)進(jìn)行跟蹤。
在跟蹤過程中，目標(biāo)的位置按照自身的運(yùn)動(dòng)方式不斷變化著，同時(shí)目標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)被遮擋的情況。此時(shí)，需要對目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測，可以采用基于最小二乘法的綜合預(yù)測器來預(yù)測[2]，認(rèn)為目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線和二次曲線的某種組合。即
f(k＋1)＝Wfl(k＋1)＋(1－W)fq(k＋1)（5）
式中，fl(·）為線性預(yù)測器；fq(·）為平方預(yù)測器，W為權(quán)函數(shù)（0≤W≤1）。
權(quán)函數(shù)可以根據(jù)實(shí)時(shí)測得的平方預(yù)測器的誤差而實(shí)時(shí)構(gòu)成。當(dāng)平方預(yù)測器誤差較大時(shí)，則增大權(quán)值，否則減小權(quán)值。線性和平方預(yù)測器的記憶點(diǎn)數(shù)N的選取要視具體工作情形而定。當(dāng)特征量的變化不是太快時(shí)，N值應(yīng)選得稍大些，這樣也有利于抑制噪聲的干擾；若特征量變化甚快，則N應(yīng)選用較小的值。一般選擇N≤5,當(dāng)N＝2時(shí)，線性預(yù)測有利于跟上機(jī)動(dòng)性較高的目標(biāo)；當(dāng)N＝5時(shí)，預(yù)測的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡比較平滑，有較強(qiáng)的抗干擾能力。
