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（4）对修正后结果进行傅里叶反变换； （5）与第一步相对应，求指数。
2.4.3 图像的锐化
图像锐化（Sharpening）处理的目的是使边缘和轮廓线模糊的图像变得清晰，并使其细节清晰。
图像模糊的实质是因为图像受到平均或积分运算，为此对其进行逆运算（微分运算）就可以使图像清晰。从频谱角度来分析，图像模糊的实质是因为其高频分量被衰减，因而可以用加重高频滤波来使图像清晰。但锐化会使噪声比信号得到更大的增强，因此要求图像由较高的信噪比，一般先进行滤波处理。
锐化大致有两种方法：微分法和高通滤波法。这两种运算都可以增强图像的细节。
2.5 图像分割
所谓图像分割是按照一定的规则将一幅图像或景物分成若干个部分或子集的过程。这种分割的目的是将一幅图像中的各种成分分离成若干与景物中的实际物体相对应的子集。本文只对几种常见的边缘检测进行介绍。
2.5.1 简单边缘检测算子
由于边缘是图像上灰度变化比较剧烈的地方，在灰度变化突变处进行微分，将产生高值，因此在数学上可用灰度的导数来表示变化。
（1）梯度算子
梯度是图像处理中最为常用的一次微分方法。我么没知道图像函数
在点的梯度幅度值为，其方向为，因此
图像经过梯度运算能灵敏地检测出边界线。但由于梯度运算比较复杂，有时可以采用一些近似运算，以获得既能满足要求又使运算简单的方法。
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（2）拉普拉斯算子[11]
拉普拉斯（Laplacian）算子是不依赖边缘方向的二阶微分算子，它是一个标量而不是向量，具有旋转不变即各向同性的性质，在图像处理中经常被用来提取图像的边缘。表达式为近
似
式
，在数字图像情况下的
为
。
2.6 图像描述和图像识别
所谓图像描述就是用一数组数量或符号（描述子）来表征图像中被描述物体的某些特征[12]，可以是对图像中各组成部分的性质描述[13]，也可以是各部分彼此之间的关系的描述。
第三章 需求分析
3.1 系统需求分析
在嵌入式设备日益发展的今天，图像处理这个看似神秘的话题也逐渐出现在了人们日常的嵌入式设备上[14]。该系统期望运行于一些移动设备终端，就当前移动终端的发展来看，这将会有不错的市场需求。而且，人们越来越追求智能终端的情况下，如果将这样一个具有不错的图像处理功能的应用无疑会受到大多数消费者的青睐。
3.2 可行性分析
要想在一个移动的嵌入式终端运行一个图像处理的程序，听起来好像很难实
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现，因为要对图像进行处理，那么必然要面对大量的二维数据，那么这就需要处理器的运算能力可以胜任。就现在的ARM芯片发展而言，完全可以将这样的功能移植到嵌入式设备上，我们无需担心其处理能力。
而且设计这样一个小型的图像处理系统，所需成本也完全可以接受，因为图像处理系统其实只是一个嵌入式终端的一部分，可以说成本就只有你的算法程序和你付出的劳动。而它可以带来的效益那当然是很客观了，因为智能设备正在泛滥吗！
3.3 系统功能分析
该系统主要实现一些简单的图像处理功能。主要有彩色图像的灰度化处理、灰度图像的增强、灰度图像的锐化、简单的边缘提取[15]，还有一些有意思的特效处理。
第四章 概要设计
根据功能的不同，图像处理系统大多可分为四个模块：图像采集模块、图像存储模块、图像处理模块以及图像显示模块，有时根据需要可能还会有网络通讯模块。下面对各个模块分别加以详述。
整体的系统框图如下：
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图像存储模块SD卡可以进行双向数据传输接口芯片图像采集模块USB摄像头图像处理模块ARMLinux内核显示模块LCD无线接口与服务器进行通信网络通讯模块 图 四-1 系统整体结构图
4.1 图像采集
首先需要明确一个概念，图像不同于图形，图形的获取一般通过绘图工具进行绘制，而图像的获取则大多要用扫描仪、相机、摄像头等设备进行采集，也可以对视频进行捕捉。
扫描仪是利用光电技术和数字技术以扫描的方式将图形或图像转换为数字信息的装置[16]。扫描仪扫描图像的方式大致有三种：以光电耦合器（CCD）为光电元件的扫描、以接触式图像传感器CIS（或LIDE）为光电转换元件的扫描、以光电倍增管（PMT）为光电转换元件的扫描。其中CCD扫描仪需要一整套光学系统，组成它的部件相对复杂，体积相对较大，成本相对较高。CIS感光元件本身足以完成成像任务，具有模块化设计，原理和光路都极为简单，组装容易，产品体积可以更小。PMT扫描仪成本极高，一般只有最专业的领域才会使用，属于可望而不可及的贵族产品。扫描仪应用在当今社会的各个领域，而且技术也比较成熟，如今的图像处理系统很多都采用的扫描仪进行图像采集。
摄像头又称为电脑相机、电子眼等，是一种视频输入设备，现在被广泛的应用在视频会议、实时监控等方面。摄像头通常有CCD和CMOS两种，接口在并口、
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串口以及现在应用较多的USB接口。CCD和CMOS摄像头的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别。一开始CCD的性能要好于CMOS，但现在随着技术的改进，两者的差距也在逐渐缩小。由于二者各具优势，所以在不同的领域都得到了广泛的应用。摄像头可以对动态的视频信号进行采集，因此在图像采集领域也使用得越来越多。
相机以及数码相机做为一种便携式设备，虽然也具有图像采集功能 ，但它很少被应用在专门的图像采集系统中，而是主要用于日常生活。它本身就已经可以称为系统的设备了，内部集成了一些图像处理功能。
4.2 图像存储
现代化生产和科学研究对图像采集系统要求日益提高。传统图像采集系统大都是基于PC机的，而在一些特殊场合，尤其是在实时性要求较高时，普通PC机显然无法满足应用要求。因此大多数的嵌入式图像采集处理系统都是采用Flash芯片来进行图像的存储。由于图像信息的数据量往往远大于普通数据，因此图像的存储基本上都会涉及到压缩算法的问题。正如目前我们所见到的各种不同格式的图片与视频也正是基于不同压缩算法的处理结果，它也直接影响着图像的处理效果。在嵌入式图像处理系统中可以采用多块SD卡构成图像存储模块[17]，这也是现今大多数图像处理系统所采用的方法。SD卡体积小，而且具有不错的容量，使用多块完全可以满足一般图像处理系统的要求。
4.3 图像处理（image processing）
作为一个图像处理系统最核心的部分，图像处理是指利用处理器芯片对图像数据进行分析，以达到所需结果的技术。所谓的图像增强、复原、描述、识别、分割等都是在该模块来实现。在处理器上，传统图像处理多采用PC进行图像数据的分析，嵌入式系统则大多采用ARM芯片，有时会与DSP结合形成高性能易用的系统。采用ARM的嵌入式图像处理系统通常是基于Linux内核的，利用Linux
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