ARM9+Linux平台上计算机视觉的实现

总第２６６期２０１１年第１２期

计算机与数字工程

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆ＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

ＶｏＩ．３９Ｎｏ．１２

１３４

ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ平台上计算机视觉的实现＋

马智叶林葛俊锋

（华中科技大学控制科学与工程系武汉４３００７４）

摘要文章以在ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ平台上实现人脸检测为背景，介绍计算机视觉在嵌入式系统中的实现方法。该系统以ＯｐｅｎＣＶ函数库为核心，通过Ｖ４Ｌ获取图像，移植ＭｉｎｉＧＵＩ实现图像的显示以及人机界面的设计，文章对这些问题作详细介绍，并提出提高系统实时性的方法。

关键词ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ；计算机视觉；ＯｐｅｎＣＶ；ＭｉｎｉＧＵＩ中图分类号ＴＰ３９１

ＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ

ＭａＺｈｉ

ＹｅＬｉｎ

ｏｎ

ＡＲＭ９＋ＬｉｎｕｘＰｌａｔｆｏｒｍ

ＧｅＪｕｎｆｅｎｇ

（ＤｅｐｔｏｆＣｏｎｔｒｏｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｗｕｈａｎ

４３００７４）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄＯｆｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｉｎｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ．ｉｎｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ

ｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｏｆｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｆａｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ

ＯｐｅｎＣＶｌｉｂｒａｒｙ，ｇｅｔｓ

ａ

ｉｍａｇｅｓ

ｔＯ

ｔｈｒｏｕｇｈＶ４Ｌ，ａｎｄｍａｎａｇｅｓｔｈｅＭａｎ－ｍａｃｈｉｎｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｙＭｉｎｉＧＵＬＴｈｅｓｅｉｓｓｕｅｓｗｉｌｌｂｅｄｅｔａｉｌｅｄａｎｄ

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Ｋｅｙ

Ｗｏｒｄｓ

ＡＩ洲９＋Ｌｉｎｕｘ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ

ｖｉｓｉｏｎ，ＯｐｅｎＣＶ，ＭｉｎｉＧＵｌ

ＣｌａｓｓＮｕｍｂ针ＴＰ３９１

１

引言

计算机视觉是指用计算机来模拟人的视觉机

计算机视觉，首先需要将ＯｐｅｎＣＶ移植到这个平台

上。目前，ＯｐｅｎＣＶ的最新版本是ＯｐｅｎＣＶ

２．２．０，

鉴于对稳定可靠性的考虑，本系统采用上一个版本

ＯｐｅｎＣＶ

理获取和处理信息的能力，是计算机科学的一个十分热门的分支学科。而要将这些研究成果运用到以ＡＲＭ为代表的嵌入式系统中，还有一些新的问题需要去解决，如平台移植、图像获取，以及实时性

２．１．０。虽然ＯｐｅｎＣＶ的ｈｉｇｈｇｕｉ函数库

可以从摄像头视频流中抓取图像帧，但需要ＦＦｍ—

ｐｅｇ的支持，简便起见，本文采用Ｌｉｎｕｘ专用的

Ｖ４Ｉ。ＡＰＩ接口从摄像头捕获图像帧。另外，因为

ＯｐｅｎＣＶ

不高等问题。然而，计算机视觉系统的设备化、便

携化将是这一分支学科的一个必然方向。

ＯｐｅｎＣＶ由Ｉｎｔｅｌ于１９９９年建立，是一个基于

２．１．０的ｈｉｇｈｇｕｉ函数库用在ＧＴＫ图形

界面，还不支持ＱＴＧＵＩ，所以在ＱＴ下不能调用ｈｉｇｈｇｕｉ的界面函数，为了能显示图片和开发图形用户界面，还需要移植ＭｉｎｉＧＵＩ。虽然ＯｐｅｎＣＶ２．２．０已经开始支持ＱＴ界面开发，但从效率和占用内存上考虑，还是用ＭｉｎｉＧＵＩ开发界面具有明显的优势。ＭｉｎｉＧＵＩ为基于Ｌｉｎｕｘ的实时嵌入式

ＢＳＤ许可证授权（开源）发行的跨平台计算机视觉

库，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法，可以运行在Ｌｉｎｕｘ、Ｗｉｎｄｏｗｓ和ＭａｃＯＳ操作系统上。于是要在ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ平台上实现

＊收稿日期：２０１１年６月１９日。修回日期：２０１１年７月２１日

作者简介：马智，男，硕士，研究方向：嵌入式系统、图像处理、信号检测。叶林，男，硕士，教授，研究方向：新型传感器技术、智能检测技术及仪器仪表研究和开发。葛俊锋，男，博士，讲师，研究方向：新型传感器技术、智能检测技术、图像处理。

万方数据

２０１１年第１２期计算机与数字工程

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系统提供一个轻量级的图形用户界面支持系统。由于图像处理算法很复杂，ＡＲＭ９很难实现很高的

实时性，本文针对人脸检测具体用途，提出了一种

简单可行的提高系统实时性的方法。

２总体设计

本文主要是以人脸检测为背景，介绍在ＡＲＭ９＋Ｌｉｎｕｘ平台上实现计算机视觉的关键问题的解

决与实现，所以首先需对人脸检测系统做一个总体

介绍。

实现人脸检测的硬件平台采用以三星公司的

ＡＲＭ９．处理器为核心的ＵＴＵ２４４０开发

ＦＩ。ＡＳＨ和６４ＭＳＤＲＡＭ，并带

自带了它的驱动，不需要再移植摄像头驱动了，直内核层Ｌｉｎｕｘ内核：

ＩＩｒｌｔｌｘ２６２４

／

内核接ｌｌ

＼

驱动层

摄像头驱动，Ｌ（、Ｄ驱动、触摸屏

驱动

／

设备接【Ｊ＼

Ｖ４Ｌ获取视频流

应

用

Ｏｐｅｎｃｖ图像处理

层

Ｍｉｎｉｇｕｄ羽像显示与人机界面

图ｌ系统软件功能框图

内核层采用Ｌｉｎｕｘ内核，版本号为Ｌｉｎｕｘ２．６．驱动层直接由内核管理，通过驱动层提供的设应用层主要包括获取图像、图像处理、人机界万方数据

口从ＺＣ３０１摄像头的视频流中获取图像帧，并将图像帧保存成ＪＰＧ文件；然后利用ＯｐｅｎＣＶ提供的图像处理算法对ＪＰＧ图片进行图像处理，包括图像预处理以及人脸检测，如果检测到人脸，则在

原始图片上标记，并重新保存成ＪＰＧ文件；最后，

利用ＭｉｎｉＧＵＩ将人脸检测的结果在ＬＣＤ上显示出来，同时还需要在ＭｉｎｉＧＵＩ的基础上设计人机界面，以方便对系统进行控制。定时重复进行以上处理，就可以实现实时人脸检测。３

ＯｐｅｎＣＶ移植与研究

ＯｐｅｎＣＶ具有强大而全面的功能，例如图像视

图像处理，图像结构分析，目标识别，基本的ＧＵＩ，

ＯｐｅｎＣＶ移植

要在嵌入式系统中使用ＯｐｅｎＣＶ，必须首先将

１１，交叉编译器为ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｅ３．４．１。从ＯｐｅｎＣＶ２．０．０开始，编译源码前需要使用

ｍａｋｅ，它是一种跨平台的自动化构建系

Ｖｉｓｕａｌ

Ｃ＋＋的ｐｒｏｊｅｃｔｓ／ｗｏｒｋｓｐａｃｅｓ。

于是移植ＯｐｅｎＣＶ的第一步是ｃｍａｋｅ

ｉｎ－

￥３Ｃ２４４０

板［３］，￥３Ｃ２４４０的最高主频可以达到４００ＭＨｚ，开发板上集成了６４Ｍ频的输入输出Ｉ／０，图像数据的操作，基本的数字

各种动态数据结构，矩阵和向量的操作以及线性代数的算法程序等。本文主要利用ＯｐｅｎＣＶ的一些数字图像处理算法与函数实现人脸检测算法，例如

ｃｖＣｖｔＣｏｌｏｒ（）、ｃｖＥｑｕａｌｉｚｅＨｉｓｔ …… 此处隐藏：8520字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……