基于stm32的图像处理【字数：9183】
摘 要基于微控制器的图像采集处理显示系统，则是通过处理器扩充外设进行图像信息的采集处理并显示。本文研究的主要对象是基于STM32平台使用摄像头设计的图像采集处理显示系统，使用STM32F407作为核心控制器MCU，通过0V5640摄像头及TFTLCD液晶显示屏完成了集采集、处理、显示等功能为一体，实现二值化、腐蚀、边沿检测等功能。硬件方面介绍了系统电路设计总方案，包括单片机最小组成系统、外设模块的组成架构和原理；软件方面详细描述了各模块的软件驱动及相关图像处理算法原理。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及研究意义 1
1.1.1传统图像采集系统的不足 1
1.1.2图像处理技术的应用领域 1
1.1.3 课题研究意义 1
1.2国内外发展状况 2
1.2.1国内图像处理发展状况 2
1.2.2国内图像采集系统发展状况 2
1.2.3国外图像处理发展状况 2
1.2.4国外图像采集系统发展状况 2
1.3研究内容及组织架构 3
1.4本章总结 3
第二章 系统硬件设计 4
2.1系统的总体设计方案 4
2.2系统硬件电路最小系统 4
2.2.1系统微控制器的选型 4
2.2.2系统供电电路的设计 5
2.2.3系统复位电路的设计 5
2.2.4系统下载、调试电路的设计 5
2.3系统硬件电路其他外设模块 6
2.3.1摄像头采集模块设计 6
2.3.2 TFTLCD显示模块设计 7
2.4本章总结 7
第三章 图像采集处理与显示系统的软件设计 9
3.1 CMOS传感器OV5640采集模块驱动程序设计 9
3.1.1 OV5640寄存器初始化配置原理及实现 9
3.1.2 STM32图像采集模块初始化配置原理及实现 12
3.1.3 STM32图像传输模块初始化配置原理及实现 14
3.2 TFTLCD显示模块驱动程序设计 16< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 3.4 本章总结 20
第四章 图像处理算法设计及实现 21
4.1 图像处理原理 21
4.1.1图像二值化 21
4.1.2边沿检测 21
4.1.3腐蚀 21
4.2图像处理程序实现 21
4.2.1图像二值化 21
4.2.2边沿检测 21
4.2.3腐蚀 22
4.3 本章总结 22
第五章 烧录与调试 23
5.1程序烧录 23
5.1.1 MDK软件环境配置 23
5.1.2安装驱动 24
5.2程序调试与结果 28
5.3本章总结 29
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录A 33
第一章 绪论
1.1课题研究背景及研究意义
1.1.1传统图像采集系统的不足
在计算机及硬件技术的飞速发展的同时，也带动了图像采集系统的发展。其图像分析处理能力很强。运用二值化、腐蚀以及边沿检测等基本的图像处理，使得图像广泛应用于不同领域和行业。以往大多数的嵌入式图像采集系统都是建立在dsp和arm技术的基础之上，但是一些系统复杂、成本较高的，实时图像处理就比较困难了。在一些相对简单的应用场景中，图像的处理较为简单，这就需要我们降低成本。但是基于此系统的软件开发工作量，在较长的开发周期影响到产品后续改造和拓展问题的同时，传统的基于PCI的图像采集系统的昂贵的硬件成本以及不便移植的大体积成为了开发过程中需要合理规避的问题。
目前国内外所研究的图像处理系统，价格昂贵，它是以大型综合型系统为主的图像处理系统，所以为了节约成本，就研究出了相对便宜的图像处理系统，这个系统不仅价格比以前便宜，它的性能良好，功能齐全并且使用价值还很强。
而随着科学与技术的不断发展，若在处理算法多功能性及运算处理单元的高速性的时候使用的是基于FPGA的图像采集系统，就会暴露很多缺点，即使构建了对底层处理采用VHDL编写算法的FPGA实现、对高层处理使用计算机软件实现的软硬件结合的高速图像采集系统，也因为根据特定环境而选择特定处理方式这一特点加大了开发难度，在拓展和移植上不能满足设计者的要求。
1.1.2图像处理技术的应用领域
在如今这个年代，摄像头图像采集与处理系统越来越受到人们的关注，并且应用范围很广，比如在生物医学领域、工业领域、军事领域、文艺艺术领域等。
在工业生产领域，检查产品及部件有无损坏需要用到图像处理技术，通过这项技术可以检测产品的质量，对零部件进行分类，还可以检测有害物质或气体，增加安全性。在军事公安领域，导弹的精确制导、执行侦察任务、人脸识别以及交通事故调查分析都用到了图像处理技术。在文化艺术领域，这类应用有动画制作、电子游戏、服装及发型设计，还有一些文物资料的照片整理，逐渐形成了计算机美术这门新艺术。还有在与生活息息相关的电子商务领域中也有广泛的运用，在我们身份认证、商品防伪等方面也会用到图像处理技术。总之，图像处理技术的应用无处不在。
1.1.3 课题研究意义
基于图像处理技术成熟的背景及嵌入式平台蓬勃的发展，经过互联网大数据的推动，以嵌入式平台为基础的应用产品已经进入了快速发展的时期。这种具备复杂处理技术的移动终端产品，改变了之前传统图像采集处理系统的成本高、设计复杂、不易操作、不便携带等不足之处，集图像采集、处理、显示、存储等功能于一体的，具有低耗高速、可移植、可拓宽等优势，已经成为研究领域的新型研究方向。本文选择基于STM32嵌入式平台为基础的通过摄像头完成图像采集单片机存储后就行处理分析并在液晶屏显示的系统进行研究，具有重要的意义。
1.2国内外发展状况
1.2.1国内图像处理发展状况
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及研究意义 1
1.1.1传统图像采集系统的不足 1
1.1.2图像处理技术的应用领域 1
1.1.3 课题研究意义 1
1.2国内外发展状况 2
1.2.1国内图像处理发展状况 2
1.2.2国内图像采集系统发展状况 2
1.2.3国外图像处理发展状况 2
1.2.4国外图像采集系统发展状况 2
1.3研究内容及组织架构 3
1.4本章总结 3
第二章 系统硬件设计 4
2.1系统的总体设计方案 4
2.2系统硬件电路最小系统 4
2.2.1系统微控制器的选型 4
2.2.2系统供电电路的设计 5
2.2.3系统复位电路的设计 5
2.2.4系统下载、调试电路的设计 5
2.3系统硬件电路其他外设模块 6
2.3.1摄像头采集模块设计 6
2.3.2 TFTLCD显示模块设计 7
2.4本章总结 7
第三章 图像采集处理与显示系统的软件设计 9
3.1 CMOS传感器OV5640采集模块驱动程序设计 9
3.1.1 OV5640寄存器初始化配置原理及实现 9
3.1.2 STM32图像采集模块初始化配置原理及实现 12
3.1.3 STM32图像传输模块初始化配置原理及实现 14
3.2 TFTLCD显示模块驱动程序设计 16< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 3.4 本章总结 20
第四章 图像处理算法设计及实现 21
4.1 图像处理原理 21
4.1.1图像二值化 21
4.1.2边沿检测 21
4.1.3腐蚀 21
4.2图像处理程序实现 21
4.2.1图像二值化 21
4.2.2边沿检测 21
4.2.3腐蚀 22
4.3 本章总结 22
第五章 烧录与调试 23
5.1程序烧录 23
5.1.1 MDK软件环境配置 23
5.1.2安装驱动 24
5.2程序调试与结果 28
5.3本章总结 29
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录A 33
第一章 绪论
1.1课题研究背景及研究意义
1.1.1传统图像采集系统的不足
在计算机及硬件技术的飞速发展的同时，也带动了图像采集系统的发展。其图像分析处理能力很强。运用二值化、腐蚀以及边沿检测等基本的图像处理，使得图像广泛应用于不同领域和行业。以往大多数的嵌入式图像采集系统都是建立在dsp和arm技术的基础之上，但是一些系统复杂、成本较高的，实时图像处理就比较困难了。在一些相对简单的应用场景中，图像的处理较为简单，这就需要我们降低成本。但是基于此系统的软件开发工作量，在较长的开发周期影响到产品后续改造和拓展问题的同时，传统的基于PCI的图像采集系统的昂贵的硬件成本以及不便移植的大体积成为了开发过程中需要合理规避的问题。
目前国内外所研究的图像处理系统，价格昂贵，它是以大型综合型系统为主的图像处理系统，所以为了节约成本，就研究出了相对便宜的图像处理系统，这个系统不仅价格比以前便宜，它的性能良好，功能齐全并且使用价值还很强。
而随着科学与技术的不断发展，若在处理算法多功能性及运算处理单元的高速性的时候使用的是基于FPGA的图像采集系统，就会暴露很多缺点，即使构建了对底层处理采用VHDL编写算法的FPGA实现、对高层处理使用计算机软件实现的软硬件结合的高速图像采集系统，也因为根据特定环境而选择特定处理方式这一特点加大了开发难度，在拓展和移植上不能满足设计者的要求。
1.1.2图像处理技术的应用领域
在如今这个年代，摄像头图像采集与处理系统越来越受到人们的关注，并且应用范围很广，比如在生物医学领域、工业领域、军事领域、文艺艺术领域等。
在工业生产领域，检查产品及部件有无损坏需要用到图像处理技术，通过这项技术可以检测产品的质量，对零部件进行分类，还可以检测有害物质或气体，增加安全性。在军事公安领域，导弹的精确制导、执行侦察任务、人脸识别以及交通事故调查分析都用到了图像处理技术。在文化艺术领域，这类应用有动画制作、电子游戏、服装及发型设计，还有一些文物资料的照片整理，逐渐形成了计算机美术这门新艺术。还有在与生活息息相关的电子商务领域中也有广泛的运用，在我们身份认证、商品防伪等方面也会用到图像处理技术。总之，图像处理技术的应用无处不在。
1.1.3 课题研究意义
基于图像处理技术成熟的背景及嵌入式平台蓬勃的发展，经过互联网大数据的推动，以嵌入式平台为基础的应用产品已经进入了快速发展的时期。这种具备复杂处理技术的移动终端产品，改变了之前传统图像采集处理系统的成本高、设计复杂、不易操作、不便携带等不足之处，集图像采集、处理、显示、存储等功能于一体的，具有低耗高速、可移植、可拓宽等优势，已经成为研究领域的新型研究方向。本文选择基于STM32嵌入式平台为基础的通过摄像头完成图像采集单片机存储后就行处理分析并在液晶屏显示的系统进行研究，具有重要的意义。
1.2国内外发展状况
1.2.1国内图像处理发展状况
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