毕业答辩---基于DSP的原木图向边缘检测系统设计共17页文档

基于DSP的木材强度超声波检测系统研究
肖江;杨建华;黄娜
【期刊名称】《林业机械与木工设备》
【年(卷),期】2008(036)001
【摘要】超声波检测在木材强度无损检测系统中应用非常广泛.针对检测系统精度越来越高的要求,本文提出了一种用数字处理芯片(DSP)来进行木材强度测定的方法,讨论其检测原理,给出了具体的硬件实现电路和软件设计.
【总页数】3页(P27-28,37)
【作者】肖江;杨建华;黄娜
【作者单位】北京林业大学工学院,北京,100083;北京林业大学工学院,北
京,100083;北京林业大学工学院,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.53
【相关文献】
1.基于空气耦合超声波的木材无损检测系统研制 [J], 方益明;蔺陆军;鲁植雄;冯海林;
2.基于DSP的行波型超声波电动机控制系统研究 [J], 谭博;马瑞卿;杨永亮;王灿
3.基于DSP的木材弹性模量无损检测系统的设计与实现 [J], 刘晓明;岳婷婷;简福斌;田雨;冯晓荣
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5.基于超声波衍射时差法的ARM9超声波检测系统研究 [J], 郭涛
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DSP 实验报告一、 图像的锐化处理（高通滤波处理）1、 实验原理处理模板如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--+--=004100αααααM 25.0=α 对应数学表达式：()[])1,(),1()1,(),1(),(41),(++++-+--+=y x f y x f y x f y x f y x f y x g αα2、 C 程序及运行结果程序：Acute_RGB_Image(int *buffer){int x,y;for (y=0;y<ImageHeight;y++)for (x=0;x<ImageWidth;x++){buffer[y*ImageWidth+x]=2*buffer[y*ImageWidth+x]-(buffer[y*ImageWidth +x-1]+buffer[(y-1)*ImageWidth+x]+buffer[y*ImageWidth+x+1]+buffer[(y+1)*ImageWidth+x])/4;if(buffer[ImageWidth*y+x]>255)buffer[ImageWidth*y+x]=255;else if (buffer[ImageWidth*y+x]<0)buffer[ImageWidth*y+x]=0;}}运行结果：锐化前锐化后分析：从上面两幅图可以看出锐化后的图像轮廓变得明显，且噪声变得强烈。

3、汇编程序及运行结果程序：ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_red);ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_green);ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_blue);.mmregs.def _ImageAcuteSub.text_ImageAcuteSub:mov t0,brc1 ;IMAGE WIDTHmov t1,brc0 ;IMAGE HEIGHTrptb y_looprptb x_loopmov *ar0(#1),ac1;f(x+1,y)add *ar0(#-1),ac1 ;f(x-1,y)add *ar0(#-250),ac1 ;f(x,y-1)add *ar0(#250),ac1 ;f(x,y+1)sfts ac1,#-2mov *ar0<<#1,ac0;2f(x,y)sub ac1,ac0bcc branch1,ac0<0sub #255,ac0,ac1bcc branch2,ac1>0mov ac0,*ar0+b x_loopbranch1: mov #0,*ar0+b x_loopbranch2: mov #255,*ar0+x_loop: nopy_loop: nopRET运行结果：锐化前 锐化后分析：可以看出汇编的结果和C 程序的结果是一致的。

系统实验(DSP)--图像的锐化处理、图像的边缘检测DSP 实验报告一、 图像的锐化处理（高通滤波处理）1、 实验原理处理模板如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--+--=004100αααααM 25.0=α对应数学表达式：()[])1,(),1()1,(),1(),(41),(++++-+--+=y x f y x f y x f y x f y x f y x g αα2、 C 程序及运行结果程序：Acute_RGB_Image(int *buffer){int x,y;for (y=0;y<ImageHeight;y++)for (x=0;x<ImageWidth;x++){buffer[y*ImageWidth+x]=2*buffer[y*ImageWidth+x]-(buffer[y*ImageWidth+x-1]+buffer[(y-1)*ImageWidth+x]+buffer[y*ImageWidth+x+1]+buffer[(y+1)*ImageWidth+x])/4;if(buffer[ImageWidth*y+x]>255)buffer[ImageWidth*y+x]=255;else if (buffer[ImageWidth*y+x]<0)buffer[ImageWidth*y+x]=0;}}运行结果：锐化前锐化后分析：从上面两幅图可以看出锐化后的图像轮廓变得明显，且噪声变得强烈。

3、汇编程序及运行结果程序：ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_red);ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_green);ImageAcuteSub(ImageWidth,ImageHeight,buffer_blue);.mmregs.def _ImageAcuteSub.text_ImageAcuteSub:mov t0,brc1 ;IMAGE WIDTHmov t1,brc0 ;IMAGE HEIGHTrptb y_looprptb x_loopmov *ar0(#1),ac1;f(x+1,y)add *ar0(#-1),ac1 ;f(x-1,y)add *ar0(#-250),ac1 ;f(x,y-1)add *ar0(#250),ac1 ;f(x,y+1)sfts ac1,#-2mov *ar0<<#1,ac0;2f(x,y)sub ac1,ac0bcc branch1,ac0<0sub #255,ac0,ac1bcc branch2,ac1>0mov ac0,*ar0+b x_loopbranch1: mov #0,*ar0+b x_loopbranch2: mov #255,*ar0+ x_loop: nopy_loop: nopRET运行结果：锐化前 锐化后分析：可以看出汇编的结果和C 程序的结果是一致的。

基于数字图像处理的木质板材缺陷识别DSP系统实现开题报告一、研究背景与意义随着社会的发展和科技的进步，木材工业的规模也越来越大，而木质板材是目前木材工业中普遍使用的一种新型材料。

但是，木质板材的生产过程中难免会出现各种缺陷，如节疤、裂纹等，这些缺陷将会对板材的质量和使用寿命产生很大的影响。

因此，在木质板材的生产过程中对板材的缺陷进行检测和识别显得尤为重要。

目前，基于数字图像处理的缺陷检测已经被广泛应用于各种领域，包括自动化制造、医学、交通运输等。

而在木质板材的缺陷检测中，数字图像处理技术同样具有重大的应用前景。

采用数字图像处理技术对木质板材进行缺陷识别，能够大大提高生产效率和生产质量，降低检测成本，同时还能增强生产线的智能化水平，促进产业发展。

二、研究现状分析目前，对于基于数字图像处理的木质板材缺陷检测技术的研究已经取得了很大的进展。

在算法方面，常用的图像处理算法包括 Canny 边缘检测算法、Sobel 算法、Prewitt 算法、Kirsch 算法等，这些算法已经被广泛应用于数字图像处理领域。

同时，也有学者采用一些深度学习算法，如卷积神经网络、循环神经网络等进行研究。

在硬件方面，目前市场上已经有一些专门用于数字图像处理的 DSP 芯片，例如 TI 公司的 TMS320 系列 DSP 芯片，这些芯片的处理能力较强，能够很好地满足数字图像处理的需求。

同时，还有一些基于 FPGA的图像处理方案，具有处理速度快、性能高等优点。

三、研究内容与方法本研究的主要目的是设计并实现一种基于数字图像处理的木质板材缺陷识别 DSP 系统，实现对木质板材缺陷的自动检测和识别。

具体研究内容包括以下几点：（1）数字图像处理算法研究：根据木质板材的特点，选择合适的图像处理算法来提取板材图像中的特征，如颜色、纹理等。

（2）硬件平台设计：设计一个基于DSP 芯片或FPGA 的硬件平台，进行数字图像处理。

其中，DSP 芯片需要具有较高的运算速度和较大的存储容量，而 FPGA 的处理速度则要更快。

毕业设计（论文）基于DSP器件的图像边缘检测的分析研究毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：基于DSP器件的图像边缘检测的分析研究摘要：边缘检测是图像处理与分析中最基础的内容之一，是至今仍没有得到圆满解决的一类问题，也一直是图像处理与分析技术领域中的研究热点。

本文分析研究了梯度、Roberts、Prewitt、Sobel、Kirsch、Laplacian、Marr等算法，同时还给出了一种新型的边缘检测算法。

文中各边缘检测算法均在DSP软件仿真工具CCS中进行了仿真实现，并根据仿真结果对各算法加以了比较。

本文正是考虑到DSP器件特有的稳定性、可重复性、高速性，尤其是可编程性和易于实现自适应处理等优点，才采用这一新颖的方法。

此外，文中还介绍了一种最基本的模式识别算法-模板匹配，并对该算法进行了CCS仿真实现。

关键词：边缘检测 DSP CCS 模板匹配Analysis of Image Edge Detection Based on DSP DevicesSong DengliangAbstract:Edge detection is one of the most fundamentals in image processing and analyzing, which is still unsolved so far, and has been research hot in the domain of image processing and analysis technique. In this thesis, the edge detection algorithms researched include Gradient, Roberts, Prewitt, Sobel, Kirsch, Laplacian and Marr. At the same time, a new detection algorithm is put forward. All the edge detection algorithms involved have been simulated using the DSP software simulation tools of CCS, and compared with each other based on their simulation results. Just taking the unique features of DSP devices into account, such as: stability, repeatability, high-speed, in particular programmable and easy to achieve adaptive processing, thus this thesis adopts the new approach. Moreover, the most basic pattern recognition algorithm - template matching algorithm is introduced and simulated using CCS.Key words: Edge detection DSP CCS Pattern recognition目录引言 (3)第1章边缘检测及BMP位图介绍 (3)1.1 边缘概述 (3)1.2 边缘检测 (4)1.3 边缘检测的重要性 (4)1.4 BMP位图 (4)1.4.1 BMP位图概述 (4)1.4.2 BMP位图的文件结构 (5)1.4.3 BMP位图的数据结构 (5)1.4.4本文用于边缘检测的图像 (7)第2章 DSP及其软件开发工具CCS (8)2.1 DSP概述 (8)2.1.1 DSP芯片的特点 (8)2.1.2 DSP芯片的开发工具 (8)2.1.3 DSP的现状及未来发展 (9)2.2 DSP的软件开发工具CCS (10)2.2.1 CCS概况 (10)2.2.2 CCS的工作模式 (11)2.2.3 CCS的系统配置 (11)2.2.4 CCS的开发流程 (12)2.2.5 CCS集成开发环境的功能 (12)2.2.6 软件开发时需注意的问题 (14)第3章边缘检测算法 (16)3.1 边缘检测的一般步骤 (16)3.2 常见的边缘检测算子 (17)3.2.1梯度算子 (17)3.2.2 Roberts算子 (18)3.2.3 Prewitt算子 (19)3.2.4 Sobel算子 (20)3.2.5 Kirsch算子 (20)3.2.6 Laplacian算子 (21)3.2.7 Marr算子 (21)3.3基于模板的边缘检测算子 (22)3.4算法的具体实现过程 (23)3.5算法仿真结果 (24)3.5.1 针对(a)图像的算法评价之边缘的细化程度 (25)3.5.2 针对(b)图像的算法评价之边缘的连续性 (26)3.5.3 针对(c)图像的算法评价之边缘的光滑性 (27)3.5.4 算法比较结果统计 (27)第4章模板匹配 (29)4.1模板匹配的概念 (29)4.2 模板匹配的方法 (29)4.3 算法实验仿真 (31)4.4 实验仿真结果 (32)结论 (33)参考文献 (34)后记 (35)附录A 程序清单 (36)附录B 外文资料翻译 (45)外文资料翻译原文部分： (45)外文资料翻译译文部分： (51)引言边缘是图像的最基本特征[1]。

基于DSP的智能木片树种识别系统研究的开题报告一、研究背景和意义随着人类社会的不断发展，森林资源的可持续利用和保护已经成为了全球范围内的重要议题。

其中，树种的识别是森林资源管理和生态环境监测等领域中的一个重要问题。

在过去，树种的识别主要依赖于人工的方法，但是人工的识别存在精度低、效率慢、对人力资源依赖度高等问题。

针对这些问题，基于数字信号处理（DSP）的智能木片树种识别系统被提出并得到越来越广泛的应用。

本研究旨在开发一种基于DSP的智能木片树种识别系统，通过数字信号处理技术将木片的声音特征转化为数字信号，利用机器学习和数据挖掘等技术来实现对不同树种的识别，提高识别的精度和效率。

二、研究内容和方法本研究主要涉及以下内容：1.声音信号采集：利用麦克风等器件对木片的声音信号进行采集，并做好数据预处理、信号滤波和特征提取等工作。

2.木片树种识别算法：利用机器学习、数据挖掘等技术，建立树种识别模型，对不同树种的声音特征进行分类识别。

3.基于DSP智能识别系统的开发：将树种识别算法应用于DSP芯片上，开发一种基于DSP的智能木片树种识别系统。

本研究主要采用以下方法：1.利用MATLAB等软件平台，完成声音信号的采集、预处理和特征提取等工作。

2.设计合适的算法，建立树种识别模型，并通过机器学习和数据挖掘等技术来优化模型的精度和效率。

3.将识别算法应用于DSP芯片上，开发出一款基于DSP的智能木片树种识别系统，并进行现场实验和测试。

三、预期成果和意义本研究的预期成果包括：1.一套完整的基于DSP的智能木片树种识别系统，可以对不同树种的声音特征进行识别，并实现高精度、高效率的识别。

2.一些创新性的算法和方法，可以在树种识别领域引起一定的关注和应用。

3.本研究成果可以为森林资源管理和生态环境监测等领域提供技术支持，有助于推动数字信号处理技术在环境领域的应用和发展。

四、研究计划和进度安排本研究的主要进度安排如下：第一阶段（2021.9-2021.12）：完成声音信号采集、预处理和特征提取等工作，建立初步的树种识别模型。

课程论文DSP原理与应用题目：基于DSP的图像识别系统设计学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：2011 年 12 月 27 日摘要本文对模式识别方面展开研究和开发。

利用32位微处理器TMS320C5402 DSP作为硬件开发平台，进行图像采集，实现图像处理，以便提取出目标信息，构成视觉闭环控制系统。

数字信号处理器(DSP)运行速度快，能够完成复杂的控制算法，建立高精度控制系统。

本课题是以一个单片TMS320C5402为核心处理器，主要针对高速数据采集和高速密集数据处理，基于DSP在视觉系统的应用研究。

本文主要解决了以下几个问题：(1)基于VC++建立一个通过PCI接口实现DSP与PC之间的通信，进行PC与DSP的高速大数据量数据交换；(2)进行视频信号的数据采集及转化，获取图像。

并在PC机上以位图的形式显示出来；(3)模式识别。

在PC机上用VC++建立一个通用图像处理系统．实现通用图像处理算法。

改善算法，通过对物体标识，然后对物体进行特征抽取及分类，能够自动识别出目标物体，并获取其空间坐标、方向、姿态……针对摄取的图像较大，像素较多，因此要处理的数据量非常大的特点，此算法通过遍历三邻域就能够取得很好的效果。

关键词：数字信号处理器(DSP)，模式识别，图像采集，数字图像处理AbstractIn this paper, the pattern recognition aspects of research and development. Use of 32 bit microprocessor TMS320C5402 DSP as hardware development platform, image collection, realize image processing, in order to extract the target information, constitute a visual closed-loop control system.The high processing speed of DSP allows sophisticated control techniques to be used to build a high-precision control system．The paper researches mainly how to sample data speedily and process these dense data with using 32-bit digital signal processor(DSP) TMS320C5402 at the basic of embedded machine vision system．It performs primarily the following works：(1)Perform the communication between DSP and the host computer with the PCI preface，and can transfer quantity data；(2)Sample and convert the digital information into image plane，and display it on bit map of the host computer；(3)Build a general image processing system on host computer, which call utilize the arithmetic of image processing．Through marking these objects on the image，obtaining and classing the traits of the objects．the algorithms of the processing can identify the object automatically and obtain the coordinate，orientation，movement of the object, etc．Because the processed data of the image is so excessive，general algorithms can not apply in it or spend a lot of time in it．The algorithms which research the three adjacent area can get the satisfied purpose comparatively．keywords：digital signal processor(DSP),pattern recognition, image sampling，digital image processing1DSP处理器TMS320C54简介DSP芯片具有计算，存储，和通信的功能。

基于DSP的木材弹性模量无损检测系统的设计与实现木材具有隔音、隔热、舒适的触觉和视觉效果等优点，被广泛应用于建筑、家具、乐器、车辆、船舶、医疗器械等行业。

木材的弹性模量是判断木材质量的一个可靠指标。

超声波检测法、微波检测法、射线检测法、机械应力检测法、振动检测法、冲击应力波检测法、FFT分析等技术都应用于木材动态模量的检测[1]。

国际市场对木材的质量和强度（应力分级）有着严格的要求，木材的弹性模量是对木材进行分等的一个重要依据。

国内对木材弹性模量的研究还处于初级阶段，大多是实验室规模的研究阶段。

自主开发的木材强度分级无损检测系统还不成熟，工业上已有大型设备，但便携式设备极其缺少，国外设备又极其昂贵。

另外这一系统实用性开发高科技技术含量高，难度大，需要木材学、电子技术、计算机控制等多个专业的技术人员合作才可以成功。

本文设计了一种将木材技术、电子技术和计算机技术相结合，用于木材弹性模量无损检测的便携式设备。

提出了一种基于DSP的木材弹性模量无损检测技术。

1 系统的总体结构框图系统利用了纵向振动法，将采样数据在DSP中进行FFT变换，获得弹性模量，根据弹性模量的数值范围确定木材强度的等级，并实时显示FFT频谱波形和声压衰减波形以及与弹性模量相关的各个量。

采用了步进电机、传统的麦克风传感器、AD9224高速数据采集芯片、FPGA可编程逻辑器件、可读写存储器SDRAM、SD卡存储以及USB数据传输等模块。

核心器件DSP芯片选用TI公司的TMS320VC5509A。

它是一款高性能低功耗的定点DSP，集成了一个USB控制模块，并自带有MMC控制器，在便携式设备中被广泛应用。

由于DSP稳定工作在200 MHz的主频上，相比之下外设接口的速度过低。

因此系统采用了EP1C12Q240型号的FPGA来解决高速DSP与低速外设接口的匹配问题。

它控制步进电机的运行、AD9224的采样频率、256色的TFT液晶显示器、键盘及光电旋钮，同时也作为采样数据的缓存。