单片机论文
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河北农业大学现代科技学院本科毕业论文(设计)题目：线阵CCD图像传输与拼接系统设计学部：工学部专业班级：电子信息科学与技术0801学号：2008614140111学生姓名：郭子选指导教师姓名：史智兴指导教师职称：教授2012年5月30日摘要随着线阵CCD的发展，其在我们生活中有了广泛的应用，结构简单，成本较低。
因为其自身的特点，如终点计时系统也采用的线阵CCD，并广泛应用于各种大型比赛当中。
我们通过下位机拍摄线阵图像，然后通过与计算机相连，让我们可以方便的在计算机上直观的看到比赛的图片，并通过图片来确定每个人的比赛成绩，这才是最终的目的。
然而我们传送的数据都是二进制的数据，我们的图片也都是二进制的数据，传送的数据在文件中也不是顺序存储在文件的某个区域，我们需要对图片的格式有一个比较透彻的理解，才能将下位机传输的数据正确的拼接成图片。
关键词：线阵CCD 图片格式图片数据AbstractWith the development of linear array CCD, in our life are widely used, and has the advantages of simple structure, low cost. Because of its own characteristics, such as terminal timing system used CCD array, and is widely used in various large game. We through the machine shooting line image, and then is connected with the computer, so that we can easily in the computer game on intuitive to see the picture, and the picture to identify each match score, which is the ultimate purpose of. However, our data are binary data, our pictures are also binary data, transmission of data in the file is stored in the file in the order of a region, we need to picture format to have a more thorough understanding, can lower machine transmission data correctly spliced into the picture.Key words: Linear array CCD Image format The picture data目录第一章引言 (1)1.1为什么要研究图像拼接 (1)1.2图像拼接的目的 (1)第二章图片以及格式简介 (1)2.1 图片是如何在计算机中存储的 (1)2.2 bmp图片简介 (1)2.3 BMP图像文件的组成 (2)2.3.1 BMP图片总体组成 (2)2.3.2 位图文件头（bitmap-file header） (2)2.3.3 位图信息头（bitmap-information header） (3)2.3.4 彩色表/调色板（color table） (4)2.3.4 位图数据（bitmap-data） (4)第三章图像拼接的流程 (5)第四章文件流 (6)4.1文件流的意义 (6)4.2 fstream类 (7)4.2.1打开文件 (7)4.2.2关闭文件 (8)4.2.3文件的流指针 (8)4.2.4 文件的读写 (9)第五章图像的每个像素在数据区的位置 (10)第六章调试及性能分析 (11)5.1测试的条件 (11)5.2图片的选择 (11)5.3图片拼接后的结果 (12)第六章结论 (14)参考文献 (16)第一章引言1.1为什么要研究图像拼接随着线阵CCD的发展，其在我们生活中有了广泛的应用，结构简单，成本较低。
可以同时储存一行电视信号.由于其单排感光单元的数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。
因为其自身的特点，终点计时系统也采用的线阵CCD，并广泛应用于各种大型比赛当中。
国内关于CCD线阵的研究也有很多，天津大学的王勤，在其2005年毕业论文，高速线阵CCD图像数据采集系统的研究，模拟了开发与后期处理的整套流程[1]。
哈尔滨工程大学的许峰，彩色CCD径赛计时系统研究[2]，对CCD在体育比赛的具体项目中进行了研究。
当数据通过下位机与上位机之间的通讯传输到计算机上时，我们就要研究数据是以怎样的形式传输过来的，要以什么形式存储在计算机中，这正是我需要研究的问题。
1.2图像拼接的目的接收ARM+DSP传来的线阵图像数据。
我希望通过研究传输后在上位机上的拼接等操作。
BMP图片在计算机的存储格式需要清除的了解，才能将传输过来的数据正确的拼接成一幅图片。
对文件的操作有一定的了解才能将传过来的数据保存在存储介质中。
所以我们主要是研究BMP图片格式、BMP图片的数据部分是如何存储图像数据的以及对文件操作需要用到什么函数。
最终让我们可以在计算机中查看图片，并通过图片来查看运动员的比赛成绩。
第二章图片以及格式简介2.1 图片是如何在计算机中存储的计算机中的文件是以二进制的方式存储在计算机中[3]，图片文件也不例外。
当我们要打开一个文件的时候，计算机会将存在硬盘或其他存储介质中的数据调入内存，然后再对文件进行我们需要的操作。
当我们完成了对文件的操作时，再将文件保存到硬盘或其他存储介质中，以便以后继续应用。
其在计算机中的表现形式都是以二进制形式，我们面对的都是二进制的数据。
2.2 bmp图片简介BMP文件格式，又称为Bitmap（位图）或是DIB(Device-Independent Device，设备无关位图)，是Windows系统中广泛使用的图像文件格式。
它可以不作任何变换地保存图像像素域的数据。
它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，bmp 文件所占用的空间很大。
bmp文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。
bmp文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。
由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。
2.3 BMP图像文件的组成2.3.1 BMP图片总体组成BMP文件总体上由4部分组成，分别是位图文件头、位图信息头、调色板和图像数据[4][5]。
在BMP文件中，如果一个数据需要用几个字节来表示的话，那么该数据的存放字节顺序为“低地址村存放低位数据，高地址存放高位数据”。
其在计算机中的组成如表1所示。
表1 BMP图像文件的组成2.3.2 位图文件头（bitmap-file header）位图文件头（bitmap-file header）包含了图像类型、图像大小、图像数据存放地址和两个保留未使用的字段。
BMP文件的位图文件头的数据结构定义。
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits;} BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;下表列出了tagBITMAPFILEHEADER中各字段的含义（表2）。
2.3.3 位图信息头（bitmap-information header）位图信息头（bitmap-information header）包含了位图信息头的大小、图像的宽高、图像的色深、压缩说明图像数据的大小和其他一些参数。
BMP文件的位图信息头的数据结构定义为typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{DWORD biSize;LONG biWidth;LONG biHeight;WORD biPlanes;WORD biBitCount;DWORD biCompression;DWORD biSizeImage;LONG biXPelsPerMeter;LONG biYPelsPerMeter;DWORD biClrUsed;DWORD biClrImportant;} BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER,*PBITMAPINFOHEADER;表3列出了tagBITMAPFILEHEADER中各字段的含义。
2.3.4 彩色表/调色板（color table）彩色表/调色板（color table）是单色、16色和256色图像文件所特有的，相对应的调色板大小是2、16和256，调色板以4字节为单位，每4个字节存放一个颜色值，图像的数据是指向调色板的索引[6]。
由于本次采用的是真彩色图片，所以没有调色板。
图片的颜色由红绿蓝三原色组合而成，可以呈现更多的色彩。
2.3.4 位图数据（bitmap-data）本次设计采用的图片和所要组成的图片是24位真彩色图像。
24位图像使用3字节保存颜色值，每一个字节代表一种颜色，按红、绿、蓝排列。
红绿蓝就是所说的三原色。
三原色由三种基本原色构成。
原色是指不能透过其他颜色的混合调配而得出的“基本色”。
以不同比例将原色混合，可以产生出其他的新颜色。
以数学的向量空间来解释色彩系统，则原色在空间内可作为一组基底向量，并且能组合出一个“色彩空间”[7][8]。
由于人类肉眼有三种不同颜色的感光体，因此所见的色彩空间通常可以由三种基本色所表达，这三种颜色被称为“三原色”（图1）。
图1 三原色第三章图像拼接的流程由于在运动员进行运动的过程中，CCD线阵摄像机即时的对一列图像进行捕捉，然后通过与上位机通信，将图片的信息传递给计算机，然后通过计算机调用相关的函数，将其发送过来的数据放置到图像文件的数据部分，并对图像文件的某些参数进行设置，最后保存由CCD线阵所采集到的数据，这时就构成了一副完整的图片。
以下是图像拼接的流程图（图2）。
