基于Hi3515平台的智能展示台的设计

摘要

展示台又称为实物投影机，它将实物、图片、文稿等信息转换为图像信号并将图像信号通过投影仪、显示器等显示设备显示出来。数字视频展示台有着很多优点，它的画面质量高、色彩真实、画面抗抖动，而且比较容易扩展功能，商业价值比较高。
　　 本论文使用了性价比较高的200万像素的CMOS数字图像传感器套件来完成图像采集的工作，使用Hi3515视频编解码处理器来处理采集到的图像数据，并将图形数据通过CVBS接口或VGA接口输出到显示设备上。为了能增强数字视频展示台的智能化功能，本论文在传统的视频展示台的功能之上又增添了与电子白板相结合的功能，使Hi3515平台取代了为电子白板处理感应信号的PC机。本论文的主要工作如下:
　　 (1)整体硬件设计完成了图像采集、图像处理、图像输出以及部分控制电路的硬件设计。
　　 (2)嵌入式开发环境的搭建搭建了基于NFS服务器模式的局域网开发环境，使得项目组成员可以共享一块开发板和一台用于编译应用程序的Linux服务器。在Linux服务器上配置了交叉编译环境。
　　 (3)自动聚焦的实现通过采用4x4整数DCT算法找到了适合嵌入式系统的图像清晰度评价函数，再通过结合一定的聚焦策略实现了嵌入式系统快速精确的自动聚焦功能。
　　 (4)驱动程序的开发为了减少系统功能的响应时间，在研究过程中将一些功能的实现程序放到了驱动程序中，这样可以满足用户对实时性的要求。
　　 (5) Hi3515与电子白板通信程序的设计完成了Hi3515与电子白板底层通信协议的设计及驱动程序的开发，以及屏幕之间坐标映射的设计与实现工作。
　　 本论研究设计的数字视频展示台有比较高的可扩展性，更具有比较高的商业价值。在传统视频展示台的研究范围里，我们再次开创了新的研究领域。在多媒体教学、现在化会议的今天，智能视频展示台的应用前景必定一片光明。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．3 论文的主要工作

第二章 系统整体硬件设计

2．1 图像采集模块

2．2 图像处理模块

2．3 图像输出模块

2．4 电源模块

2．5 本章小结

第三章 嵌入式Linux的移植

3．1 Bootloader的移植

3．1．1 Bootloader的概述

3．1．2 Bootloader的启动过程

3．1．3 Hi3515平台移植U-boot的具体步骤

3．2 Linux内核的分析和移植

3．2．1 Linux内核组织结构

3．2．2 Linux相关移植文件介绍

3．2．3 ARM-Linux内核启动分析

3．2．4 Linux内核的移植过程

3．3 jffs2文件系统的制作

3．3．1 jffs2文件系统的概述

3．3．2 jffs2文件系统的制作过程

3．4 本章小结

第四章 基于NFS的嵌入式开发环境的建立

4．1 在Linux操作系统上配置NFS服务器

4．1．1 NFS服务器简介

4．1．2 NFS服务器的安装

4．2 在window PC机上安装SFU工具

4．2．1 下载并安装SFU

4．2．2 共享Windows主机目录

4．2．3 配置Services for UNIX Administration

4．2．4 启动Linux服务器并挂载Windows共享目录

4．3 在嵌入式Linux操作系统上配置NFS服务器

4．4 本章小结

第五章 设备驱动程序的设计与实现

5．1 Linux设备驱动程序概述

5．1．1 设备驱动程序的分类

5．1．2 设备驱动程序的运行机制

5．2 Hi3515字符设备驱动程序设计与实现

5．2．1 Linux硬件设备的操作

5．2．2 Linux硬件设备的注册与卸载

5．2．3 自动聚焦驱动的设计与实现

5．3 本章小结

第六章 智能展示台的研究与实现

6．1 图像采集处理输出的整体设计

6．2 图像去噪

6．2．1 常见图像噪声

6．2．2 图像去噪算法的简介

6．2．3 图像去噪的设计与实现

6．3 自动聚焦的设计

6．3．1 自动聚焦概念及研究的意义

6．3．2 基于改进型DCT变换的图像清晰度评价函数

6．3．3 图像清晰度计算区域的选取

6．3．4 聚焦策略

6．4 Hi3515与电子白板底层通信的驱动设计

6．4．1 电磁式电子白板的介绍

6．4．2 Hi3515与电子白板握手协议的实现

6．4．3 电子白板定位算法的设计

6．5 Linux-Qt功能界面的设计与实现

6．5．1 Hi3515硬件加速引擎的支持

6．5．2 LinuxQt库文件的移植

6．5．3 Linux QT图形界面设计

6．6 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

研究生期间的成果