基于DSP实时双光谱图像处理系统设计
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摘要
在高压电路传输、变电站和配电系统的传输导线上都有可能发生电晕和电弧放电现象。利用日盲紫外探测技术,设计和开发检测电晕放电的双光谱图像检测系统。高速信号处理是图像实时处理技术得以广泛应用,并推动其向前发展的重要因素。使用先进、高速DSP作为图像处理系统的主处理芯片,保证图像处理算法的实现,可以充分发挥DSP可编程、高速、流水线结构、并行性好、稳定性好等特点,以达到多通道图像实时处理的目的。
本论文的研究重点是基于DSP实时双光谱图像处理系统的设计。介绍了紫外检测技术和数字信号图像处理系统的原理以及国内外研究现状和发展水平;在对DSP特征进行分析的基础上,深入研究探讨了DSP实时处理系统的软件设计思想和各软件模块的工作过程,并在软件开发环境CCS下,应用实时底层软件DSP/BIOS设计了图像的传输和处理模块。针对信号图像有强度较弱、发生时间随机性、瞬时性、对比度低和噪声大的特点,对相关的图像处理算法进行了全面深入的分析比较,确定采用在图像二值化去噪处理的基础上,进行图像的加权平均融合的总体图像处理方案,并在基于DSP的系统上进行了实验,得到较好的处理效果,满足了系统实时处理的要求。
Corona and spark discharge may appear on high voltage power network, substation and distribution etc. UV and visible double spectrum image system is designed to detect corona discharge by using solar blind ultraviolet detection technology. Highly digital signal processing gives an impetus to real-time image processing. With the usage of DSP, multi-channel image fusion can be achieved in high speed, as it has the virtue of programmable, high speed, pipeline architecture, parallelism and stable.
This thesis focuses on image processing design of the UV and visible double spectrum image system. The paper introduces the concept, significance and international and internal developmental status of the UV signal detection and digital signal processing system. Based on the analysis of DSP's structure characteristics, design thought of system software and working process of each software module are deeply discussed, data acquisition module and processing module are compiled by using DSP/BIOS of CCS. With system image's signal characteristic of weak strength, randomness, transient, low contrast and a great deal of noises, related image processing algorithms are deeply analyzed, image binarization and weighted averaging fusion are finally used as system's image processing programme. Thought the experiments on DSP circuit board, it is proved to get a better effect and meet the system real-time needs.
本论文的研究重点是基于DSP实时双光谱图像处理系统的设计。介绍了紫外检测技术和数字信号图像处理系统的原理以及国内外研究现状和发展水平;在对DSP特征进行分析的基础上,深入研究探讨了DSP实时处理系统的软件设计思想和各软件模块的工作过程,并在软件开发环境CCS下,应用实时底层软件DSP/BIOS设计了图像的传输和处理模块。针对信号图像有强度较弱、发生时间随机性、瞬时性、对比度低和噪声大的特点,对相关的图像处理算法进行了全面深入的分析比较,确定采用在图像二值化去噪处理的基础上,进行图像的加权平均融合的总体图像处理方案,并在基于DSP的系统上进行了实验,得到较好的处理效果,满足了系统实时处理的要求。
Corona and spark discharge may appear on high voltage power network, substation and distribution etc. UV and visible double spectrum image system is designed to detect corona discharge by using solar blind ultraviolet detection technology. Highly digital signal processing gives an impetus to real-time image processing. With the usage of DSP, multi-channel image fusion can be achieved in high speed, as it has the virtue of programmable, high speed, pipeline architecture, parallelism and stable.
This thesis focuses on image processing design of the UV and visible double spectrum image system. The paper introduces the concept, significance and international and internal developmental status of the UV signal detection and digital signal processing system. Based on the analysis of DSP's structure characteristics, design thought of system software and working process of each software module are deeply discussed, data acquisition module and processing module are compiled by using DSP/BIOS of CCS. With system image's signal characteristic of weak strength, randomness, transient, low contrast and a great deal of noises, related image processing algorithms are deeply analyzed, image binarization and weighted averaging fusion are finally used as system's image processing programme. Thought the experiments on DSP circuit board, it is proved to get a better effect and meet the system real-time needs.
引文
[1]F.F.Bologna,A.C.Britten,H.F.Vosloo.Current Research into the Reduction of the Number of Transmission Line Faults on the Eskom MTS.2nd South African Electric Power Research Conference,2001,13(6)
[2]邱昌容,王乃庆.电工设备局部放电及其测试技术.北京:机械工业出版社,1994.9
[3]Behrooz V,Mohmmad Javad A,Hassan A,et al.Corona detection on surfaces of insulators using ultrasound sensors and fibre-optic transmission systems.European Transactions on Electrical Power,2005,15(5):413-424
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[6]程开富.新型紫外摄像器件及应用.国外电子元器件,2001(2):4-10
[7]李慧蕊.新型紫外探测器及其应用.光电子技术,2000,20(1):45-51
[8]荆贵平,庞其昌.紫外指纹检测仪的研制.光学精密工程,2003,11(2):198-202
[9]张建勇,钟生东.紫外线技术在军事工程技术中的应用.光学技术,2000,26(4):308-312,315
[10]张忠廉,刘榴娣.紫外线技术在军事上的应用研究.光学技术,2000,26(4):289-293,296
[11]李朝木.探测导弹羽烟紫外辐射的光电高速采集系统.现代防御技术,2001,29(1),50-54
[12]倪国强,钟生东等.自由大气紫外光学通信的研究.光学技术,2000,26(4),297-303
[13]黄翌敏.紫外探测技术应用.红外,2005,21(4):9-15
[14]郭志强.多源图像融合的方法及评价.武汉理工大学国外建材科技,2003,24(1):53-55
[15]赵丹培,王延杰,刘广文.基于TMS320 C6202的实时图像处理的研究.长春理工大学学报,2004.3,27(1):38-39
[16]荆贵平.紫外探测技术与双光谱图像检测系统的研究.西安:中科院西安光机所,2004.6
[17]Dwyer.David,Smith.Moira,Dale.Jason.Real time implementation of image alignment and fusion.SPIE,2005:16-25
[18]魏振宇,张旭东.一种新的数字信号处理器——媒体处理器DM642.远大光通通信新技术介绍http://bjydgt.com
[19]李福翠,张云,郁梅.MUSICAM算法中子带滤波的DSP实现.宁波大学学报(理工版),2005.9,18(3):349-351
[20]Kenneth.R,Castleman.Digital Image Processing Publishing.House of Electronics Industry,2002.2
[21]朱雷,黄席褪等.基于TMS320C6201EVM板开发图像处理系统.重庆大学学报,2003,26(8):40-42
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