工業用智慧型高解析網路攝影機

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姓名

陳宥任(Yu-Jen Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

工業用智慧型高解析網路攝影機

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摘要(中)

本論文主要是開發設計一智慧型網路攝影機，以Blackfin DSP 為核心，配合所設計的CMOS Image Sensor 取像模組和網路通訊模組，建立取像控制功能及數位影像處理演算法。以網路做為傳輸的介面，透過HTTP 網頁瀏覽器與攝影機進行通訊，並經過網路攝影機內部的前置處理，搭配橢圓辨識，將辨識過後的資訊回傳，提升傳輸效能。本網路攝影機體積小、解析度高、速度快，同時具備數位影像處理功能，一台PC 可控制多套網路攝影機，成本低，可做分散控制，適合和工業應用。

摘要(英)

This paper is mainly aimed at developing an intelligent Ethernet camera which combines designed CMOS image sensor photograph module and internet module to implement image capture control and digital image processing algorithm based on Blackfin DSP. With Ethernet interface, the camera communicate via the web browser, by inner pre-processing and ellipse identification, all indentified information can be reported to increase the transmission efficiency. This Ethernet camera is tiny and with high resolution. Also, it can be used for digital image processing. One PC can command many Ethernet cameras simultaneously which leads to low cost and nice decentralized control. All in all, it’s suitable for industrial application.

關鍵字(中)

★ 網路攝影機
★ 數位影像處理
★ CMOS 影像感測器
★ Blackfin
★ 橢圓辨識

關鍵字(英)

★ CMOS Image Sensor
★ Blackfin
★ Ellipse Identification
★ Digital Image Processing
★ Ethernet Camera

論文目次

中文摘要 ....................................... i
Abstract ...................................... ii
致謝 ........................................... iii
目錄 ........................................... iv
圖目錄 .......................................... vii
表目錄 .......................................... xi
縮寫及符號說明 ................................... xii
一、緒論 ....................................... 1
　　1-1 研究動機 ............................... 1
　　1-2 論文架構及說明 ........................... 2
二、研究背景　.................................... 3
　　2-1 Blackfin簡介 ........................... 3
　　　2-1-1　Blackfin核心架構說明 ................. 3
　　　2-1-2　Blackfin BF-537規格 ................. 4
　　　2-1-3　Blackfin 工作模式 ................... 6
　　2-2 數位影像處理 ............................. 7
　　　2-2-1　灰階轉換 ............................ 7
　　　2-2-2　直方圖處理 ........................... 8
　　　2-2-3　數位影像濾波 ......................... 10
　　　2-2-4　形態學影像處理 ........................ 14
　　　2-2-5　細線化及影像分群 ...................... 16
　　2-3 橢圓辨識 ............................... 19
　　　2-3-1　遞迴最小平方法 ....................... 20
　　　2-3-2　橢圓辨識系統鑑別 ...................... 20
三、系統架構 ..................................... 23
　　3-1 電路硬體設計 ............................. 24
　　　3-1-1　Blackfin DSP核心電路模組 ............. 24
　　　3-1-2　CMOS影像感測器取像模組 ................ 26
　　　3-1-3　網路通訊模組 ......................... 28
　　　3-1-4　Boot Flash模組 ...................... 31
　　3-2 機構配置 ................................ 32
　　　3-2-1　機構組裝 ............................ 33
　　　3-2-2　外部連接 ............................ 36
　　3-3 軟韌體設計 .............................. 38
　　　3-3-1　CMOS影像感測器韌體 .................... 38
　　　3-3-2　網路通訊韌體設定 ...................... 41
　　　3-3-3　人機介面 ............................ 44
四、實驗數據與討論 ............................... 46
　　4-1 影像平台基本功能實驗 ...................... 47
　　　4-1-1　影像擷取實驗 ......................... 47
　　　4-1-2　網路通訊實驗.......................... 49
　　　4-1-3　解像力測試 ........................... 52
　　4-2 數位影像處理實驗 ......................... 54
　　　4-2-1　直方圖等化 ........................... 55
　　　4-2-2　自動二值化 ........................... 57
　　　4-2-3　中值濾波器 ........................... 59
　　　4-2-4　邊緣偵測 ............................ 61
　　　4-2-5　銳利化及模糊化 ........................ 63
　　　4-2-6　細線化 .............................. 65
　　4-3 橢圓辨識實驗 ............................. 66
　　　4-3-1　單一橢圓辨識 ......................... 66
　　　4-3-2　多橢圓辨識 ........................... 68
五、結論與未來展望 ............................... 70
　　5-1 結論 ................................... 70
　　5-2 未來展望 ................................ 70
參考文獻 ....................................... 71

參考文獻

[1] Blackfin Processor Programming Reference, Rev 1.3, Analog Devices, Inc., September 2008
[2] ADSP-BF537 Blackfin Processor Hardware Reference, Rev 3.1, Analog Devices, Inc., March 2009
[3] R. C. Gonzalez & R. E. Woods, Digital Image Processing, 2nd ed., Prentice Hall, 2002
[4] T. Y. Zhang & C. Y. Suen, "A fast parallel algorithm for thinning digital patterns", Commun. ACM, vol. 27, pp. 236-239, 1984
[5] R. M. Haralick & L. G. Shapiro, Computer and Robot Vision, 1st ed., Prentice Hall, 1992
[6] N. Chernov & C. Lesort, "Least Squares Fitting of Circles", J. Math. Imaging Vis., vol. 23, pp. 239-252, 2005
[7] A. Fitzgibbon, M. Pilu & R. B. Fisher, "Direct Least Square Fitting of Ellipses", IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. 21, pp. 476-480, 1999
[8] 陳章沂，「橢圓幾何參數鑑別之理論模擬及實作」，國立中央大學機械工程研究所，碩士論文，民國93 年
[9] 康育銘，「橢圓辨識演算法之最佳化與誤差分析」，國立中央大學光機電工程研究所，碩士論文，民國94 年
[10] M. H. Hayes, Statistical Digital Signal Processing and Modeling, John Wiley & Sons, 1996
[11] Design and Implementation of the lwIP TCP/IP Stack, Swedish Institute of Computer Science, February 2001
[12] MT9M001: 1/2-Inch Megapixel Digital Image Sensor, Rev. F, Micron Technology, Inc., March 2006
[13] VisualDSP++ 5.0 Assembler and Preprocessor Manual, Rev 3.2, Analog Devices, Inc., March 2009
[14] VisualDSP++ 5.0 C/C++ Compiler and Library Manual, Rev 5.1, Analog Devices, Inc., Auguest 2008
[15] VisualDSP++ 5.0 User's Guide, Rev 3.0, Analog Devices, Inc., Auguest 2007

指導教授

江士標、葉則亮
(Shyh-Biau Jiang、Tse-Liang Yeh)

審核日期

2009-7-10

推文