前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)圖像設(shè)計論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。
(一)分析框架
文化是一個非常復(fù)雜的概念,為了教學(xué)的需要,根據(jù)美國人類學(xué)傳統(tǒng),將其定義為“一群人共有的理解世界、并用符號表達(dá)這一理解的方法”。由此定義不難發(fā)現(xiàn),海報是文化的重要載體,許多文化研究都選擇海報作為切入點;關(guān)于文化的教科書也常常提到從分析海報入手理解一國文化。這種思路雖有意思,但在教學(xué)實踐中卻存在一個問題:以英語為外語的學(xué)生,要怎樣才能可靠地找出海報所反映的觀念,而不致讓自己的解讀淪為主觀臆斷呢?要回答這一問題,一個能解釋海報工作原理的分析框架不可或缺。沿著這一思路,本研究在實踐中嘗試用不同的圖像分析框架,包括著名的“圖像語法”,來分析海報通過圖像反映出的價值觀,結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)這些框架均不能很好地實現(xiàn)這一目的。究其原因,似乎是因為現(xiàn)有圖像分析框架過于注重圖像系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)而忽視了圖像與受眾間的聯(lián)系,直接導(dǎo)致它們無法解釋海報如何做到通過圖像實現(xiàn)其社會目的。鑒于此,本研究主研人開展了海報圖像符號分析系統(tǒng)的相關(guān)研究工作,最終提出了一個簡單有效的分析框架,用以解釋海報通過圖像系統(tǒng)推廣新理念的機制在教學(xué)中,首先通過一組簡單的例子說明圖1所示的圖像分析框架。然后,通過小組討論的形式跟學(xué)生一起分析兩組文化背景不同的海報,確保學(xué)生理解海報通過圖像說服受眾接受某一理念的機制。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生通過該框架發(fā)現(xiàn)不同文化符號表征間的同質(zhì)性,并以此作為檢驗該分析框架可靠性和合理性的證據(jù)。
(二)數(shù)據(jù)來源
本研究的數(shù)據(jù)來源之一是學(xué)生的書面作業(yè)。按照課程要求,學(xué)生需選擇感興趣的話題進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上撰寫相應(yīng)的書面研究報告;具體到本話題,學(xué)生需要運用所學(xué)原理以學(xué)習(xí)小組為單位獨立設(shè)計一份海報,并以書面報告的形式說明:(1)該海報的預(yù)期讀者群及其特征;(2)海報設(shè)計的基本原理;(3)海報設(shè)計的效度評估。最終,超過一半的學(xué)生(56人)選擇了上述題目作為研究話題。這些書面報告構(gòu)成了本研究的原始數(shù)據(jù)。本研究的另一個數(shù)據(jù)來源就是有針對性的結(jié)構(gòu)性訪談。為了更好地理解學(xué)習(xí)過程,在期末作業(yè)評分結(jié)束后,要求每一位選擇該話題的學(xué)生帶著自己作業(yè)來與教師面談五分鐘;研究者在訪談開始前明確告知學(xué)生本訪談不會影響成績,要求他們誠實作答。面談包括如下內(nèi)容:(1)學(xué)生在完成本作業(yè)過程中的學(xué)習(xí)體驗;(2)了解學(xué)生未在書面報告中展示的學(xué)習(xí)過程細(xì)節(jié),如對基本理論的理解等。所有訪談內(nèi)容都在征求學(xué)生同意的前提下被錄制下來,并按照研究的一般程序進(jìn)行分類和標(biāo)注,供后續(xù)研究分析之用。
二、分析和討論
在各國高等教育普遍重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大環(huán)境下,與之相關(guān)的研究方興未艾,大批專門測量創(chuàng)新能力的標(biāo)準(zhǔn)化量表相繼問世,如常用的“Torrance測試”。遺憾的是,目前很少有量表能直接測量學(xué)生圖像符號創(chuàng)新能力。盡管如此,已有研究對創(chuàng)新能力測量提出了一些原則,這些原則當(dāng)能應(yīng)用到本研究的分析中。經(jīng)整合,本研究主要從以下兩個方面衡量學(xué)生的圖像符號創(chuàng)新能力:(1)圖像符號系統(tǒng)的原創(chuàng)性;(2)圖像符號原創(chuàng)性與思維過程間的因果關(guān)系。
三、小結(jié)
網(wǎng)頁中的圖像,按照存儲格式不同可以分為矢量圖和位圖,按照使用用途的不同,大致可以分為地址欄圖像,網(wǎng)站Logo,網(wǎng)頁內(nèi)容圖像等。地址欄圖像類似一個圖標(biāo),顯示在地址欄網(wǎng)址前邊,一般經(jīng)過精心設(shè)計,能夠傳遞公司專業(yè)與精細(xì)的形象。內(nèi)容圖像是指嵌在網(wǎng)頁中或者作為網(wǎng)頁背景的圖像。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的進(jìn)步,用于圖像處理設(shè)計的軟件有了很大的發(fā)展。網(wǎng)頁三劍客中的Dreamweaver在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計的同時,可以對一些圖片進(jìn)行簡單的變化處理,fireworks能滿足對網(wǎng)頁圖片處理的大部分功能要求。對于一些有特殊要求的圖像,可以使用Adobe公司的Photoshop軟件進(jìn)行處理;在進(jìn)行Logo等設(shè)計時,一般使用CorelDraw或Illustrator等軟件來完成。在進(jìn)行圖像的設(shè)計、選擇和處理中,掌握專業(yè)軟件的基本使用技巧是必需的,圖像在網(wǎng)頁設(shè)計中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面。要達(dá)到這樣的目的,需要對圖像進(jìn)行合理的處理。使用動畫圖片,以及適當(dāng)?shù)纳蕦Ρ龋纬砂媸降淖兓秊g覽者的注意,引導(dǎo)其對網(wǎng)站內(nèi)容的閱讀。根據(jù)公司對網(wǎng)站的功能定位,其所承載的任務(wù)與指向有所不同,對瀏覽者所作設(shè)定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網(wǎng)()和騰訊(),一個作為門戶內(nèi)容網(wǎng)站,一個作為公司形象網(wǎng)站是兩個獨立的網(wǎng)站,設(shè)計風(fēng)格,內(nèi)容和要求差異很大。
2新技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)作為第四媒體,其顯示終端可能是計算機,平板,電視或智能手機,為了頁面兼容等原因,前端設(shè)計出現(xiàn)了很多新技術(shù),如div+css技術(shù),Javascript技術(shù)等,為了方便管理,一般采用對象的結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為分開。結(jié)構(gòu)是對象的內(nèi)容,表現(xiàn)是其外觀,而行為是與瀏覽者的交互,或者說是瀏覽者進(jìn)行鼠標(biāo)點擊或輸入內(nèi)容等操作時,頁面的反應(yīng)。在進(jìn)行網(wǎng)頁設(shè)計過程中,圖像對象也是如此,利用代碼可以對圖像進(jìn)行一些效果的處理,起到資源占用少,頁面維護(hù)容易等目的,還可以達(dá)到一些用基本圖像處理技術(shù)不易實現(xiàn)的效果。用div+css結(jié)合Javascript技術(shù)可以實現(xiàn)在網(wǎng)頁前端一些設(shè)計效果和邏輯處理功能,比如圖像輪播和驗證碼校驗功能。在一個存在后臺管理的網(wǎng)站中,網(wǎng)頁的很多內(nèi)容來自于后臺數(shù)據(jù)庫,一些圖片也不例外,內(nèi)容需要和后臺交互,根據(jù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和頁面的特定邏輯,決定圖像的外觀。這是基本圖像處理技術(shù)無法實現(xiàn)的,需要設(shè)計者了解動態(tài)頁面設(shè)計技術(shù),常見的技術(shù)有,php和jsp技術(shù)等。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng),圖像采集,電路設(shè)計
Abstract:Inthispaper,wepresenttwodifferentinterfacesbetweendigitalaimagesensorsandaprocessorforembedsystems,I/OmodeandDMW(DirectMemoryWrite)mode.InI/Omode,processorcanreadimagedatathroughI/Oport,andtheinterfaceissimple.InDMWmode,imagedatacanbewriteintoRAMdirectlywhileaprocessorissuspended.
Keywords:EmbedSystem,ImageCapture,ElectronicCircuit
一、引言
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,具有圖像功能的嵌入式應(yīng)用愈來愈多。從數(shù)碼相機、可視電話、多功能移動電話等消費產(chǎn)品到門禁、數(shù)字視頻監(jiān)視等工業(yè)控制及安防產(chǎn)品,圖像采集和處理已成為重要的組成部分之一。圖像采集需要進(jìn)行同步信號的處理,比通常的A/D數(shù)據(jù)采集過程復(fù)雜,電路的設(shè)計也較為困難。傳統(tǒng)PC上的圖像采集卡都是在Philips、Brooktree等半導(dǎo)體公司提供的接口芯片基礎(chǔ)上,由專業(yè)公司開發(fā)生產(chǎn)。在嵌入式系統(tǒng)中不同的處理器和圖像傳感器的信號定義及接口方式不同,沒有通用的接口芯片。另外,利用系統(tǒng)中的現(xiàn)有資源設(shè)計圖像采集電路,可以減少器件數(shù)量、縮小產(chǎn)品體積和降低系統(tǒng)成本。所以,通常嵌入式系統(tǒng)中要求自行設(shè)計圖像采集接口電路。本文針對不同采集速度的要求,提出了兩種圖像采集接口電路的設(shè)計方法。
目前市場上主流的圖像傳感器有CCD、CMOS兩種器件,其中CMOS器件上世紀(jì)90年代產(chǎn)生,近年來得到了迅速發(fā)展。傳感器的輸出有模擬和數(shù)字兩種。由于CMOS器件功耗小、使用方便,具有直接數(shù)字圖像輸出功能,作者在設(shè)計時選用了CMOS數(shù)字輸出圖像傳感器件。其他方式器件的接口設(shè)計與此類似,將在討論中說明。
本文內(nèi)容做如下安排:第二部分簡述圖像信號的特點;第三、四部分分別介紹I/O和內(nèi)存直接寫入兩種接口設(shè)計方法;最后部分是討論。
二、圖像信號介紹
圖1給出了采樣時鐘(PCLK)和輸出數(shù)據(jù)(D)之間的時序關(guān)系。在讀取圖像數(shù)據(jù)時用PCLK鎖存輸出數(shù)據(jù)。除采樣時鐘(PCLK)和數(shù)據(jù)輸出(D)外,還有水平方向的行同步信號(HSYNC))和垂直方向的場同步信號(VSYNC)。對于隔行掃描器件,還有幀同步信號(FRAME)。如圖2,一幀包括兩場。圖2中窄的矩形條是同步脈沖,同步脈沖期間數(shù)據(jù)端口輸出的數(shù)據(jù)無效。
PLCK存在時,圖像數(shù)據(jù)端口連續(xù)不斷地輸出數(shù)據(jù)。由于行之間以及場之間輸出數(shù)據(jù)無效,在采集圖像數(shù)據(jù)必須考慮同步信號,讀取有效數(shù)據(jù)才能保證圖像的完整性。
三、I/O接口設(shè)計
對于MCU、DSP處理器,I/O是最方便的訪問方式之一。以I/O方式讀取圖像數(shù)據(jù)不僅可以簡化電路設(shè)計,而且程序也很簡單。但由于讀取每一個像素都要檢測狀態(tài),在處理器速度低的情況下,讀取圖像慢。在處理器速度快或圖像采集速度要求不高的應(yīng)用中,I/O接口方式是一個較好的選擇。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
在圖像傳感器和處理器之間,利用兩個鎖存器分別鎖存狀態(tài)和圖像數(shù)據(jù),處理器通過兩個I/O端口分別讀取。圖3中,在采樣時鐘的上升沿數(shù)據(jù)鎖存器保存?zhèn)鞲衅鬏敵龅膱D像數(shù)據(jù),當(dāng)處理器通過I/O口讀取圖像時,數(shù)據(jù)鎖存器輸出數(shù)據(jù)。其它情況下,鎖存器輸出處于高阻狀態(tài)。處理器通過狀態(tài)鎖存器讀取同步信號和圖像就緒(Ready)指示信號。在數(shù)據(jù)鎖存器保存圖像數(shù)據(jù)的同時,狀態(tài)鎖存器產(chǎn)生Ready信號(從‘0’到‘1’)。處理器讀取圖像數(shù)據(jù)時,Ready信號自動清除(從‘1’到‘0’)。處理器讀取狀態(tài)時鎖存器驅(qū)動總線,其他情況下輸出處于高阻狀態(tài)。
2、圖像讀取流程
要保證圖像的完整性就必須從一場圖像的第一行開始讀取,對于隔行掃描輸出的圖像則必須從一幀的第一行開始讀取。讀取每行圖像數(shù)據(jù)時,則從該行的第一個像素開始。因此,在讀取圖像數(shù)據(jù)前應(yīng)先判斷場和行的起始位置。圖4是通過I/O接口方式讀取圖像數(shù)據(jù)的流程。讀取每個像素數(shù)據(jù)前先查詢數(shù)據(jù)狀態(tài),如果數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好則讀取數(shù)據(jù)。
3、同步信號檢測
為了簡化電路設(shè)計,用處理器直接讀取同步信號,然后找出場和行的起始位置。
從圖2可以看出,處理器讀取同步信號時,信號可能處在同步脈沖狀態(tài)(‘1’)或正常狀態(tài)(‘0‘)。對于那些同步信號反向的器件,則分別為‘0’和‘1’。如果信號處于同步脈沖狀態(tài),第一次檢測到的正常狀態(tài)就起始位置。如果信號處于正常狀態(tài),則首先檢測到脈沖狀態(tài),然后用同樣的方法確定起始位置。
通過上述方法可以檢測出場的起始位置和行起始位置。
4、用VHDL設(shè)計鎖存器
在應(yīng)用中,以上兩個鎖存器的功能和其他邏輯集中在一起,用可編程邏輯器件實現(xiàn)。下面分別為它們的VHDL表示。
設(shè)DO(0-7)是鎖存器輸出端,DI(0-7)是鎖存器輸入端,DM(0-7)是中間狀態(tài),Data_R是數(shù)據(jù)讀信號(低電平時有效),則數(shù)據(jù)鎖存器的VHDL描述為:
Process(reset,PCLK)--鎖存圖像數(shù)據(jù)
Begin
Ifreset=''''0''''then
DM<="00000000";--清除數(shù)據(jù)
ElseifPCLK''''eventandPCLK=''''1''''then
DM<=DI;--鎖存數(shù)據(jù)
Endif;
Endprocess;
Process(DM,Data_R)--讀取圖像數(shù)據(jù)
Begin
IfData_R=''''0''''then
DO<=DM;--輸出圖像數(shù)據(jù)
Else
DO<="ZZZZZZZZ"--輸出高阻
Endif;
Endprocess;
進(jìn)一步設(shè)數(shù)據(jù)有效狀態(tài)為Dstatus,狀態(tài)讀寫信號為Status_R(低點平時有效),則狀態(tài)鎖存器的VHDL描述為:
Process(reset,PCLK,Data_R)--數(shù)據(jù)有效狀態(tài)控制
Begin
Ifreset=''''0''''orData_R=''''0''''then
Dstatus<=''''0'''';--清除狀態(tài)
ElseifPCLK''''enentandPCLK=''''1''''then
Dstatus<=''''1'''';--設(shè)置狀態(tài)
Endif;
Endprocess;
Process(Dstatus,Status_R)--讀取狀態(tài)和同步信號
Begin
IfStatus_R=''''0''''then
DO0<=Dstatus;
DO1<=VSYNC;
DO2<=HSYNC;
DO3<=FRAME;
Else
DO<="ZZZZZZZZ";--高阻狀態(tài)
Endif;
Endprocess;
四、內(nèi)存直接寫入接口設(shè)計
在處理器速度較慢且圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率不能降低的情況下,采用上述I/O接口方法不能得到完整的圖像。另外,有些應(yīng)用中要求能夠?qū)崟r采集圖像。為此,我們設(shè)計了高速數(shù)據(jù)圖像采集方法―內(nèi)存直接寫入法。由于SRAM訪問控制簡單,電路設(shè)計方便,被大量嵌入式系統(tǒng)采用,本文以SRAM作為存儲器。
1、電路原理和結(jié)構(gòu)
內(nèi)存直接寫入方法通過設(shè)計的圖像采集控制器(以下簡稱控制器)不需處理器參與,直接將圖像數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)中的內(nèi)存中,實現(xiàn)高速圖像采集。
圖5是接口結(jié)構(gòu)圖,當(dāng)需要采集圖像時,處理器向控制器發(fā)出采集請求,請求信號capture_r從高到低。控制器接到請求脈沖后,發(fā)出處理器掛起請求信號HOLD,使處理器的外總線處于高阻狀態(tài),釋放出總線。控制器收到處理器應(yīng)答HOLDA后管理總線,同時檢測圖像同步信號。當(dāng)檢測到圖像開始位置時,控制器自動產(chǎn)生地址和讀寫控制信號將圖像數(shù)據(jù)直接寫入內(nèi)存中。圖像采集完成后,控制器自動將總線控制權(quán)交還處理器,處理器繼續(xù)運行,控制器中與采集相關(guān)的狀態(tài)復(fù)位。控制器可以根據(jù)同步信號或設(shè)定的采集圖像大小確定采集是否完成。
在圖5中,控制器包括同步信號檢測、地址發(fā)生器、SRAM寫控制器、總線控制器和處理器握手電路等主要部分。同步信號檢測確定每一場(幀)和每一行的起始位置;地址發(fā)生器產(chǎn)生寫SRAM所需的地址;SRAM寫控制器產(chǎn)生寫入時序;總線控制器在采集圖像時管理總線,采集完成后自動釋放;處理器握手電路接受處理器命令、發(fā)總線管理請求和應(yīng)答處理器。
2、SRAM寫控制時序
采集圖像過程中,控制器自動將數(shù)據(jù)寫入到硬件設(shè)定的內(nèi)存中。寫內(nèi)存時,控制器產(chǎn)生RAM地址(A)、片選信號(/CS)、讀信號(/RD)和寫信號(/WD),同時鎖存?zhèn)鞲衅鬏敵龅臄?shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線(D)上。每寫入一個數(shù)據(jù)后,地址(A)自動增1。采集時/CS保持有效(‘0’)狀態(tài)而/RD處于無效狀態(tài)(‘1’)。地址A的變化必須與/WD和數(shù)據(jù)鎖存器協(xié)調(diào)好才能保證圖像數(shù)據(jù)的有效性。
圖6是控制器產(chǎn)生的SRAM信號時序圖。用PCLK作為地址發(fā)生器的輸入時鐘,且在其上升沿更新地址值。同樣,在PCLK的上沿鎖存數(shù)據(jù)并輸出到總線上。將PCLK反相,作為/WD信號,使得在/WD的上升沿地址和數(shù)據(jù)穩(wěn)定,確保寫入數(shù)據(jù)的有效性。
3、控制器主要功能的VHDL描述
描述控制器中全部功能的VHDL代碼較長,而且有些部分是常用的(如計數(shù)器等)。圖像采集狀態(tài)產(chǎn)生和同步信號的檢測是其中重要的部分。下面介紹這兩部分的VHDL描述。
圖像采集狀態(tài)capture_s:
處理器的采集請求信號capture_r使capture_s從‘0’到‘1’,場地址發(fā)生器(計數(shù)器)的溢出位vcount_o,清除capture_s。
process(capture_r,reset,vcount_o)
begin
ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''then
capture_s<=''''0'''';--清除
elseifcapture_r''''eventandcapture_r=''''0''''then
capture_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
endif;
endprocess;
同步信號檢測:
只有在采集狀態(tài)capture_s有效時(‘1’)才檢測場同步信號,場同步信號下降沿置場有效狀態(tài)(vsync_s),場地址發(fā)生器溢出位vcount_o清除場有效狀態(tài)。只有在vsync_s有效情況下才檢測行同步信號,行同步信號下降沿置行有效狀態(tài)(hsync_s),行計數(shù)器溢出信號hcount_o清除行狀態(tài)。只有在行狀態(tài)有效的情況下計數(shù)器才工作,且將數(shù)據(jù)寫入RAM。
Process(capture_s,reset,vcount_o,vsync)
Begin
Ifreset=''''0''''orvcount_o=''''1''''orcapture_s=''''0''''then
Vsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifvsync''''eventandvsync=''''0''''then
Vsync_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
Endif;
Endprocess;
Process(vsync_s,reset,hcount_o,hsync)
Begin
Ifvsync_s=''''0''''orreset=''''0''''orhcount_o=''''1''''then
Hsync_s<=''''0'''';--清除
Elseifhsync''''eventandhsync=''''0''''then
Hsync_s<=''''1'''';--置狀態(tài)位
Endif;
Endprocess;
五、討論
我們在基于TI公司的TMS320C3X系列DSP開發(fā)的嵌入式指紋圖像處理模塊中分別用上述兩種方法成功實現(xiàn)了指紋圖像的采集。
采用I/O接口方式最關(guān)鍵的是要求處理器的頻率遠(yuǎn)高于圖像數(shù)據(jù)輸出的頻率。例如,如果處理的指令周期為20ns,讀取每個數(shù)據(jù)需要10個指令周期,則數(shù)據(jù)的輸出頻率不能超過5MHz,它低于一般的CMOS圖像傳感器件最快的數(shù)據(jù)輸出頻率。例如國內(nèi)使用較多的OV7610和OV7620,其正常輸出數(shù)據(jù)頻率為13.5MHz。在應(yīng)用過程中,通常改變傳感器中寄存器的設(shè)置值,降低其數(shù)據(jù)輸出頻率。
本文選用的是CMOS數(shù)字輸出圖像傳感器。對于模擬視頻信號,在設(shè)計時應(yīng)加同步分離和A/D轉(zhuǎn)換電路。圖像采集的數(shù)字接口和邏輯控制與本文相同。