一种用于POCT的嵌入式实时图像采集处理系统
嵌入式高速图像采集系统设计
传统的数 字图像处理通 常以 Ｐ Ｃ机为平台， 但 这 种方 法处理 速 度 较 慢 ， 够 灵 活 。随 着 固体 图像 不
传感 器 Ｃ Ｄ和 Ｃ Ｓ的 技 术 工 艺不 断 改进 以及 数 Ｃ ＭＯ
中的最 高性 能 的定 点 Ｄ ＰＣ ４Ｃ Ｕ， 有增 强 型 直 Ｓ ６ｘ Ｐ 具 接 存储 器存 取控 制器 （ Ｄ ） 可 以通过 ６ Ｅ ＭＡ ， ４个独 立 的通 道 提供 超过 ２ ｙ ／ｅ Ｇｂｔ ｓｅ的 ＩＯ带 宽 ； ｅ ／ 内部包 括 ６ ４个 ３ ２位字 长 的通用 寄存 器 以及 ８个 独立 的运 算 单元 ， 有两 个 专 用 硬 件 乘 法器 。Ｄ ６ ２还 具 有 ３ 具 Ｍ４
摘 要： 图像数据 的高速 采集在视觉检测 中具有重要意义 ， 提出了一种基于 Ｄ Ｐ Ｃ Ｓ图像传 感器的嵌 入式高速 图 Ｓ 、ＭＯ
像处理系统设 计方案。 以高性能数字信号处理器 Ｔ Ｓ２Ｄ ６２ 为硬件平 台 ， 了图像数据的高速获取 。介绍 Ｍ ３０ Ｍ ４ 作 实现 了系统 中图像传 感器 、 存储设备 与 Ｄ Ｐ的硬件接 口设计及系统的软件流程及传感器控 制方式 ， 出了利用 网络接 Ｓ 并提 口实现图像数据 向上位机传输 的方法 。 关键词 ： Ｓ ；Ｍ Ｓ图像采集 ；Ｄ Ａ ； Ｄ ＰＣ Ｏ ； Ｓ Ｒ Ｍ 网络传输
图 １ 系统设计框
供了每一个像 素 １ ０位的色彩分解力 ， 具有接 口简 单， 控制功能丰富和信噪比高等的特点。 在本系统中， 选择 Ｔ 公 司的 Ｄ ６２型 Ｄ Ｐ作 Ｉ Ｍ４ Ｓ
系 统 的 核 心 处 理 器 选 择 ， 公 司 的 兀
Ｔ Ｓ ２ Ｄ ４ 。Ｄ ４ Ｍ ３ ０ Ｍ６ ２ Ｍ６ ２是 基 于 Ｔ Ｓ ２ Ｃ Ｏ ｏ系列 Ｍ ３Ｏ ６ｏ
一种无约束的嵌入式网络图像采集装置[实用新型专利]
![一种无约束的嵌入式网络图像采集装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ceaebe9b52acfc788ebc912.png)
专利名称：一种无约束的嵌入式网络图像采集装置专利类型：实用新型专利
发明人：毛建景,程方玉,宋娜
申请号：CN201920438163.6
申请日：20190402
公开号：CN209839617U
公开日：
20191224
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种无约束的嵌入式网络图像采集装置，包括安装底座，所述安装底座的内侧设置有底板，且底板靠近安装底座一侧的两端对称安装有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端皆安装在安装底座的内侧，且安装底座内侧设置有与其相适合的图像采集器，所述安装底座内顶部和内底部对称开设有滑轨。
本实用新型安装有卡紧孔、卡紧栓、第二弹簧、限位滑槽、拨动块、安装杆、连接块和空腔，捏持拨动块上拉，连接块在限位滑槽中滑动，带动卡紧栓在空腔中上滑，同时对第二弹簧进行挤压，安装杆伸入至通孔的内部，卡紧栓收入空腔内，松开拨动块后，第二弹簧使其与卡紧孔完成卡紧限位，便于对改装置进行拆装，以快速对其进行检修。
申请人：郑州工业应用技术学院
地址：451150 河南省郑州市新郑市高新技术开发区中华北路
国籍：CN
代理机构：北京盛凡智荣知识产权代理有限公司
代理人：刘晓晖
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基于嵌入式平台的面阵CCD图像采集系统
声放大和相关双采样输出数字信号， 数字图像信号
通过 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ临时存储到 Ｓ Ａ 中 ， ＲＭ 并根据 需要 进行
第９ 第 期 ２ ３ 卷
萎
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度决定。相关双采样 电路的传递函数为：
Ｔｓ （ ）＝ Ｔ ｏ
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相 关 图像处理 ， 把数据 图像 显示在 Ｌ Ｄ上 。 并 Ｃ
Ｓ Ｃ 复位信号 Ｒ Ｔ以及用于变换漏极反模糊偏 Ｒ， ， Ｓ 置供应 电压 Ｏ Ｂ Ｃ ３Ｂ有多种读出模 式 ， Ｄ 。Ｔ ２７ 可
选择单通道或双通道输出。选择不同模式 ， 其驱
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第９第 期 ２ ３ 卷
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的输 出端 发送 出去 。
Ｖ ｒｏ 语言实现的。根据时序 的各个时段进行 ｅｌ ｉｇ
有 限 状 态 机 的设计 。各 个状 态 的转 移 如 图 ４所
示。
采集图像的最后 １ 个阶段就是要把存储 区的 像素经过串行寄存器发送到输出端。读 出期包含
工作 流程 为： 物体 图像经 过光 学 系统后 在
Ｃ Ｄ上成像 ， Ｃ Ｄ图像传感器进行光 电转换 ， Ｃ 由 Ｃ
Ｃ Ｄ芯片在 Ｆ Ｇ Ｃ Ｐ Ａ时序驱动下输出微弱的模拟信 号。模拟信号通过信号处理器 Ｖ Ｐ２０进行低噪 Ｓ２ １
２ 面阵 Ｃ Ｄ 图像采集系统组成 Ｃ
图像采集 系统 的硬 件 结构 如 图 １所 示 ， 由光 学系统 、Ｃ Ｃ Ｄ芯 片 、Ｐ Ａ驱动 时序 、／ ＦＧ Ａ Ｄ转换 器 、
ｒ： ＝ 一
。
弱的场所 ， 应该根据实际情况 ， 配合光学系统 ， 选
万孚生物分子POCT平台“优博斯”获证上市！
万孚生物分子POCT平台“优博斯”获证上市！
近日，万孚生物U-BoxDx（优博斯）全自动核酸扩增分析系统（下称“优博斯系统”）正式取得国家药品监督管理局颁发的产品注册证书。
这是一台分子POCT一体机，一台机就是一个分子诊断实验室，加样后可自动化实现核酸提取、扩增、分析全部实验过程，1小时以内便可自动出具结果并打印报告，真正实现了“样本进，结果出”的核酸POCT理念。
优博斯系统包括控制模块和检测模块，与配套试剂共同使用。
检测模块单通道设计，在控制模块管理下进行扩展，并实现各个检测模块独立运行。
加样后可自动化实现样本液化、细胞裂解、核酸提取、PCR扩增及结果分析。
优博斯系统所配试剂卡盒采用磁珠法核酸提取、实时荧光PCR、微流控等技术，新冠病毒核酸检测限≤200 copies/mL，多重荧光PCR 检测，一份样本最多可同时检测15种靶标。
同时，冻干试剂的设计，实现了卡盒常温运输，无需冷链。
样本适应性强，可适应多种样本类型，随到随检，无需等样上机，满足不同检测通量、应用场景和经费限制的需求。
此外，卡盒全封闭设计，可以有效防止气溶胶污染，保障生物安全，无需搭建常规PCR实验室。
▲操作流程
作为一个微型实验室，优博斯系统解决了常规分子实验室的场地、设备、人员等问题，一台机就是一个分子诊断实验室，可广泛用于病原体、肿瘤相关基因突变、耐药基因突变检测项目。
检测项目包含新冠流感三联检、呼吸道多联检等，可灵活定制多种病原体联检试剂卡盒。
文章来源：万孚生物。
嵌入式开发中的图像处理
嵌入式开发中的图像处理嵌入式系统是指嵌入电子设备中的计算机系统，它们通常嵌入在一些特定的硬件设备中，负责控制和运行与该设备相关的软件。
在嵌入式系统中，图像处理是一个重要的应用领域，它涉及到将图像采集、处理和显示等功能集成在硬件中，以满足设备的需求。
一、嵌入式图像处理的应用领域嵌入式图像处理在很多领域都有广泛的应用，以下是其中几个主要的领域：1. 智能安防系统：嵌入式图像处理可以实现人脸识别、动态监控等功能，用于安全监控领域。
2. 医疗影像处理：嵌入式图像处理可以用于医疗设备，如X光机、超声波等，帮助医生进行病情分析和诊断。
3. 无人驾驶汽车：嵌入式图像处理可以实现车辆周围景象的实时检测和判断，用于自动驾驶系统。
4. 工业自动化：嵌入式图像处理可以用于产品检测、质量控制等领域，提高生产效率和质量。
二、嵌入式图像处理的关键技术1. 图像采集：嵌入式系统需要具备图像采集的能力，可以通过摄像头、传感器等设备实时获取图像信息。
2. 图像处理算法：针对不同的应用场景，需要开发相应的图像处理算法，如边缘检测、图像增强、目标检测等。
3. 图像传输：嵌入式系统需要将处理后的图像数据传输给其他设备进行显示或存储，需要选择合适的传输协议和接口。
4. 显示技术：嵌入式系统通常需要将图像显示在屏幕上，可以选择液晶显示器、LED显示等技术。
三、典型的嵌入式图像处理系统1. 智能门禁系统：该系统通过摄像头采集人脸图像，通过图像处理算法识别人脸并进行验证，从而实现门禁控制。
2. 医疗影像处理设备：该设备通过X光或超声波等技术采集患者的影像信息，通过图像处理算法进行分析和诊断。
3. 无人驾驶汽车：该系统通过多个摄像头采集车辆周围的图像，通过图像处理算法实时识别道路、车辆和行人等物体，从而实现自动驾驶。
4. 工业检测设备：该设备通过摄像头采集产品的图像，通过图像处理算法进行缺陷检测和质量控制。
四、嵌入式图像处理的挑战与发展方向1. 算法优化：嵌入式系统的资源有限，需要对图像处理算法进行优化，以提高处理速度和效率。
嵌入式机器视觉系统的图像采集及显示技术
嵌入式机器视觉系统的图像采集及显示技术
常慕;洪健;李钟慎
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2010(031)003
【摘要】针对机器视觉应用中图像采集与显示技术不规范、可靠性差的缺点,提出一种基于嵌入式技术的采集与显示方法.引入Video4 Linux视频采集应用程序接口编程技术,通过直接读取和内存映射两种方法采集视频图像;同时结合JPEG图像压缩/解压缩库Libjpeg,对JPEG格式编码的图像文件进行解压缩处理;Framebuffer 操作设备使用标准化的流程控制LCD的显示输出.该方法实现了采集与显示图像的功能,流程规范、工作可靠,为图像处理箅法的开发与验证构建了实验平台.
【总页数】4页(P16-18,22)
【作者】常慕;洪健;李钟慎
【作者单位】华侨大学机电及自动化学院,福建,泉州,362021;华侨大学机电及自动化学院,福建,泉州,362021;华侨大学机电及自动化学院,福建,泉州,362021
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.2;TP52.1
【相关文献】
1.基于ARM9的嵌入式图像采集与显示系统设计 [J], 胡庆;杜小丹;陈辉
2.基于嵌入式平台的USB摄像头图像采集及显示 [J], 钱鹰;陈胜利
3.基于嵌入式的人脸图像采集显示系统的制作 [J], 郭中华;连亿东;伍冯洁;向光成;
杨智
4.达芬奇平台的嵌入式Linux图像采集与显示 [J], 祝夏雨;熊九龙;王志虎;王晓明
5.嵌入式Linux与ARM环境下图像采集与显示 [J], 底素然;李黎明;杨伟杰;张伟功因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于OpenCV和嵌入式的工业图像检测系统
智能处理与应用Intelligent Processing and Application106基于OpenCV和嵌入式的工业图像检测系统孟祥兴，宋宇飞，顾桥磊（南京工程学院 通信工程学院，江苏 南京 211167）摘 要：机器视觉已在国内外引起了广范的关注，人们对机器视觉的应用呼声越来越高。
文中给出一种以嵌入式芯片为核心，配合摄像头、网络接口等外设，搭建了基于OpenCV的嵌入式图像采集传输系统。
从嵌入式微处理器的网络传输和图像处理方面进行总结，论述了实际设计中的宝贵经验和高效的设计方法，进一步展望了未来工业自动化检测系统，构建出用于工业检测的小型物联网机器视觉系统雏形。
关键词：OpenCV3；嵌入式；图像采集；图像传输中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）10-0106-02DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2018.10.035————————————————收稿日期：2018-05-22 修回日期：2018-06-21基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目（201711276042Y）0 引言当下，用机器代替人工，用科技代替劳动力已成为势不可挡的潮流。
为提高工业自动化检测系统的检测效果，降低工厂雇佣工件检测员的开销，本文开展了基于OpenCV的嵌入式工业检测系统的研究。
本文提出了一种基于OpenCV，利用嵌入式微处理器进行图像采集与传输实现工件划痕检测的方案。
该方案使用最新的OpenCV开源库，开发出基于OpenCV的图像处理软件，并利用网口向图像处理软件传输数据。
符合系统构建简单、工作稳定、可扩展性强、检测精度高等工业自动化检测目标。
1 系统整体概述该系统由图像采集嵌入式设备、网络传输设备和处理图像的计算机设备组成。
嵌入式设备具有生产成本低、处理效率高、耗电低等优点，符合工业生产需求；图像传输主要采用以太网并辅以RS 232串口通信的方式，实现了实时高效、可靠性高的图像传输功能；图像处理软件采用最新的OpenCV计算机视觉开源库，将Qt开源库与其巧妙融合，提高了图像处理的速度和精度。
基于S3C2410的嵌入式远程实时图像采集系统设计
基于S3C2410的嵌入式远程实时图像采集系统设计
苏日建;黄布毅;李银华
【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(021)002
【摘要】设计了一种基于32位嵌入式处理器、可应用于家庭的远程图像采集和监控的远程实时图像采集系统.系统由ARMS3C2410微处理器、USB接口控制器AU9254A21、数字摄像头WebEye V3000以及相应的采集、处理软件等构成.通过软硬件相结合的方法,特别是在满足功能需要的情况下尽可能地使用软件实现图像压缩等功能,使系统的开发成本大大降低.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】苏日建;黄布毅;李银华
【作者单位】郑州轻工业学院,电气信息工程学院,河南,郑州,450002;郑州轻工业学院,电气信息工程学院,河南,郑州,450002;郑州轻工业学院,电气信息工程学院,河南,郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于S3C2410的嵌入式图像采集系统的设计 [J], 田茂;李晓;潘永才
2.基于Intel Edison的嵌入式实时图像采集传输与录制系统设计 [J], 张修军;刘惠东;李杰
3.基于CMOS图像传感器的高实时远程图像采集系统设计 [J], 严明;李刚;杨少华;高帅;郭明安;李斌康
4.基于嵌入式Linux和S3C2410的远程CCD图像采集系统 [J], 刘昌举;戴基智;龙再川;王勇;李应辉
5.基于S3C2410的远程图像采集系统设计 [J], 林华辉;景占荣;谷志敏
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第16卷 第4期2008年4月光学精密工程O pt ics and Precision Eng ineeringV ol.16 N o.4A pr.2008收稿日期:2007 08 31;修订日期:2007 12 28.基金项目:中国科学院知识创新工程资助项目(N o.KG CX2 5YW 111 2);上海市科委资助项目(N o.0652nm016);国家 973 工程资助项目(N o.2005CB724305)文章编号 1004 924X(2008)04 0720 06一种用于POCT 的嵌入式实时图像采集处理系统童 超1,2,金庆辉1,赵建龙1(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:构建了一种新的P OCT (Point o f Care T est)仪器的小型嵌入式硬件平台。
设计并实现了一种基于数字处理现场可编程门阵列(F PGA )的实时图像采集处理系统,介绍了该系统的软硬件设计和构建流程。
实验结果表明:该系统能在T FT 显示屏上实时显示1.3!106pixel 、15frame/s 的视频图像,配合显微镜系统,对DN A 点阵图的检测精度可达10 m,检测结果与实验室内大型成熟设备检测结果的误差在∀1.5%之内,基本满足了PO CT 仪器测量的快速检测、高精度、便于携带、实时性好等要求。
关 键 词:实时图像采集;现场可编程门阵列;POCT 中图分类号:T P391 文献标识码:ANovel real time image collection system for point of care testT ON G Chao 1,2,JIN Qing H ui 1,ZH AO Jian Long 1(1.S hanghai I nstitute of Micr osy stem and I nf or mation T echnology ,Chinese A cademy of S ciences ,S hang hai 200050,China;2.G raduate S chool of the Chinese A cademy of Sciences,Beij ing 100049,China)Abstract:In order to capture and process the im age sig nals in biochemical results using Point of Care Test(POCT )dev ices,a real time imaging and pro cessing system based on Field Pr ag ramm Gate Ar ray (FPGA)is dev elo ped.T he desig n and developing pro cesses of softw are and hardw ar e are introduced.The experimental r esults indicate that this sy stem can display 1.3m eg a pix els and up to 15frame/s video in real tim e o n the T FT screen,and the detection precision for DNA micro arrays can reach to 10 m after fitting tog ether a microsope sy pared w ith the r esults of the lar ge scale detecting system in the labor ator y,the detection erro r can be contr olled within ∀1.5%,w hich can satisfy the detecting requir em ents of real time,higher precisio n,quick detection and convenience for carry ing in the POCT dev ices.Key words:r eal time im ag e capturing;Field Pragr am m Gate Array (FPGA );Po int of Care T est(POCT)1 引 言POCT[1](Point of Care Testing)是一种可在病人床边或家庭进行检测的小型化、智能化便携或手持式检测仪器,具有操作简便化、结果报告及时化、准确化的优点,适合于现场检测、特需诊疗以及农村或基层医院使用,越来越受到临床医护人员、病人及其家属的青睐。
POCT主要包括生化分析单元及数据采集和处理单元,生化分析单元实现样本处理和待测指标的检测,数据采集处理单元实现检验结果的判读和显示输出。
在医学检验中,很多检验结果需要通过颜色和图像识别,如纳米金显色条带、微阵列点阵等,目前一般采用肉眼观测和扫描仪结合PC机实现判读,但由于高密度或多信息处理时会出现结果不准确等问题,也难以实现便携或手持式。
将这种判读方法和目前先进的图像信号处理技术相结合,开发一种小型的、能够实时采集图像数据的智能系统,实现POCT的功能,很有实际意义。
目前文献报导的实时图像采集系统一般只作为和PC连接的一个模块,采用CPLD+DSP的结构来实现功能,难以应用于POCT中,或者利用比较昂贵的CCD[2]来进行动态成像。
本文采用了一种带有乘法器的Cyclone系列FPGA芯片(CM OS+FPGA结构[3])替代CPLD+DSP结构,设计了一种实时采集[4],并且能够进行简单图像处理的嵌入式系统,在保证同等质量图像和相同处理速率的情况下,显著降低了系统成本和器件功耗,可用于便携或手持式POCT仪器中。
2 系统总体设计本系统主要由图像采集模块,图像处理模块,结果显示模块3个主要模块构成。
由FPGA 芯片进行逻辑控制[5],控制采集模块采集图像,再由FPGA内的可编程乘法器进行图像处理,然后再将所生成的图像或者处理结果显示在显示模块(小型的T FT LCD显示屏)上,最后将整个系统集成在一块PCB板上,集成封装后形成便携式分析仪。
此系统的总体结构,电路框图分别如图1、图2所示。
系统工作原理:系统上电工作时,首先由图1 实时图像处理结构框图F ig.1 Block diag ram o f real time imag e pr ocessingsy stem图2 系统电路框图F ig.2 Circuit diag ram of r eal time imaging systemFPGA芯片启动对图像数据的采集,直接发送控制信号至图像采集模块,光信号通过镜头后激发CM OS传感器产生电信号,并且在采集模块内自动白平衡,经过模块内的A/D转换器输出图像初始信号。
为了实现SRAM中数据地址的同步,先将图像数据送到FPGA芯片中进行缓冲,然后再送到SRA M中被FPGA芯片中的处理模块读取。
实时显示时,FPGA芯片接收数据采集模块的YUV格式视频数据,在芯片内部乘法器中将其转换成RGB格式数据;在进行简单图像处理时,FPGA芯片中的处理模块通过查询和中断模式来监听FPGA芯片中的中断信号,在收到一个中断信号之后,FPGA中的处理模块将采集的数据和初始的数据进行比较,然后再根据比较的结果通知FPGA芯片内的控制模块是否继续进行数据采集,若提示数据采集完成,则FPGA的处理模块等待一段时间后读取SRAM中的数据,在721第4期 童 超,等:一种用于POCT的嵌入式实时图像采集处理系统内部进行现有数据的处理,并且将结果存在存储器(Flash)中,以便以后数据可以通过PC 来读出,或者通过USB 接口与PC 通讯。
3 硬件设计3.1 图像采集模块OV9620芯片是OmniV ision [6]公司推出的高性能的1.3!106pix elCM OS 彩色图像传感器。
它集成了1280!1024(SXGA)图像阵列和一个10 bit 模/数转换器,用于处理静止图像和视频信号。
全分辨率1.3!106pix el(SXGA )拍摄时,可达15frame/s 的速率。
分辨率为3!105pix el (VGA)拍摄时,则可达30fram e/s 的速率。
它采用高级算法来消除固定图样噪声(Fixed Pattern Noise,FPN),清除拖尾效应并急剧减小光晕模糊现象。
所有的摄像功能,比如曝光、灰度校正、增益、白平衡、色彩矩阵、窗口等,都可以通过I 2C 接口进行编程控制。
OV9620芯片结构如图3所示。
尽管OV9620给出了多种工作模式以及直接提供了与SRAM 的接口,本文设计的成像系统只需使用其中的Slave 模式,并且只利用其中的一部分使能端,SIO _D 为Slave 模式下接口数据的输入和输出,SIO_C 为Slav e 模式下外部时钟的输入,输出的D[9:0]为10 bitA/D 转换芯片的输出图像数据,H SYNC 和V SYNC 分别为水平同步输出和垂直同步输出。
系统利用了外部时钟来使整个系统同步,该芯片的内部时钟被屏蔽,其余没有用到的使能端在硬件设计时设置不工作的状态。
而输出的数据经过FPGA 芯片再到达SRAM,FPGA 芯片在其中也起到了一个缓冲器的作用。
图3 O V9620内部模块图F ig.3 Inter nal block diagr am of O V96203.2 图像处理模块/逻辑控制模块采用数字处理方式的系统必然要用到微处理器和微控制器,现在大多数系统采用了CPLD 来作微控制器执行逻辑控制,而利用DSP 来进行数据的处理,也就是普遍的CPLD+DSP 结构,DSP 固然具有更高的集成度和更快的运行速度,比普遍采用的单片机在数字图像处理领域有着明显的优势,但是成本却居高不下。
而本文利用的低成本FPGA 芯片除了能够实现准确的逻辑控制之外,还具有比较多的乘法器,可以将一个较低功耗的NoiS 软核[7]写入芯片中,在利用芯片内乘法器的基础上实现DSP 的功能。
该系统采用了Alter a 公司的Cyclone II EP2C20系列芯片,该芯片具有嵌入式18bits !18bits 乘法器、专用外部存储器接口电路、4kbits 嵌入式存储器块、锁相环(PLL)和高速差722光学 精密工程第16卷分I/O 能力,能够很好地满足系统采集图像的需求。