字符�(shí)別系�(tǒng)主要由圖像采集模塊和圖像處理模塊組成, 其中圖像采集模塊是整�(gè)系統(tǒng)的硬件核�,圖像采集的質(zhì)量直接影響系�(tǒng)的整體性能。線陣C IS每次掃描得到一行像素�, 配合�(yùn)�(dòng)平臺(tái)的縱向運(yùn)�(dòng)可以完成一幅二維圖像的掃描。為保證圖像采集的質(zhì)�, 必須精確控制�(yùn)�(dòng)平臺(tái)與C IS 之間的工作匹�, 系統(tǒng)以CPLD 作為圖像采集模塊的控制核�,CIS傳感�、步�(jìn)電機(jī)、ADC 以及高速緩存FIFO 在CPLD的控制協(xié)�(diào)下完成一幅圖像的采集、模�(shù)�(zhuǎn)換和�(shù)�(jù)緩存�
傳統(tǒng)紙質(zhì)讀物的�(shù)字化以及諸如條碼�(shí)別等字符�(shí)別系�(tǒng)都離不開(kāi)圖像的讀入與�(shí)�, 然而目前廣泛使用的字符�(shí)別設(shè)備將這兩部分�(dú)立開(kāi), 即由圖像讀入設(shè)�(如掃描儀)和安裝于�(jì)算機(jī)上的�(shí)別軟件構(gòu)�, 但這樣的設(shè)備構(gòu)成離不開(kāi)安裝�(shí)別軟件的�(jì)算機(jī), 造成成本上升和使用不�。隨著電子產(chǎn)品的普及, 具有攝像功能的電子產(chǎn)品及其上的識(shí)別軟件也可以�(gòu)成一�(gè)字符�(shí)別系�(tǒng), 但是這種�(shí)別系�(tǒng)的識(shí)別速度受到攝像頭調(diào)焦的限制, 難以廣泛�(yīng)用。文中提出的便攜式字符采集和�(shí)別系�(tǒng), 其硬件平�(tái)是基于接觸式圖像傳感�( C IS) 與ARM9處理器S3C2410,軟件平臺(tái)是基于嵌入式L inux 系統(tǒng), 可以克服以上兩種�(shè)備的缺點(diǎn), 同時(shí)�(mǎn)足方便性和快速性的要求。另一方面, 由于�(shè)備基于Linux 操作系統(tǒng), 使得�(shí)別軟件的�(kāi)�(fā)和擴(kuò)展可以脫離硬�, 大大提高�(shí)別系�(tǒng)的通用性�
( 1)ARM 處理��
采用ARM9系列S3C2410A 作為處理�, 工作頻率可達(dá)203MH z, 片上資源豐富, 可以�(mǎn)足實(shí)�(shí)性要�, 為圖像處理提供運(yùn)行平�(tái)并配合CPLD 完成圖像采集模塊的邏輯和讀�(xiě)控制�
( 2)圖像傳感器及�(yùn)�(dòng)平臺(tái)�
接觸式圖像傳感器( C IS) 具有體積小、重量輕、功耗低、結(jié)�(gòu)緊湊、連接方便以及�(wú)阱深等優(yōu)�(diǎn), 在掃描儀等領(lǐng)域被廣泛�(yīng)�。本系統(tǒng)采用SV643C10型C IS, 其物理分辨率600 dpi( 236 do t /mm ) , 有效掃描寬度292mm, �688�(gè)傳感器像素單�, 其像素輸出頻率為5MH z�
�(yùn)�(dòng)平臺(tái)由步�(jìn)電機(jī)和光電傳感器等組�, 光電傳感器實(shí)�(xiàn)�(duì)�(jìn)紙的檢測(cè), 啟動(dòng)掃描。步�(jìn)電機(jī)控制掃描件換�, 配合C IS完成圖像的采��
( 3)信號(hào)�(diào)理電��
信號(hào)�(diào)理電路完成對(duì)C IS 輸出模擬信號(hào)的差分、放大等, �(shí)�(xiàn)降噪和電壓匹配的作用�
( 4)高速A /D�(zhuǎn)換器�
由于C IS的像素輸出頻率高于處理器�(nèi)部的A /D�(zhuǎn)換器, 所以本系統(tǒng)采用高速的外部ADC 器件TLC5540, 其采樣率40 MB s- 1, 擁有8 位分辨率�
( 5)�(shù)�(jù)緩存�
為了�(shí)�(xiàn)ADC 和ARM 的速度匹配, 提高系統(tǒng)工作效率, 在ADC 與ARM 處理器之間加一�(gè)F IFO 存儲(chǔ)器作為高速數(shù)�(jù)緩存, 選用Averlog ic公司�1 MB8 bit的AL4V8M 440�
( 6) CPLD模塊�
�(shí)�(xiàn)圖像采集模塊的邏輯控制。為C IS傳感器提供的�(shí)鐘信�(hào)CP 和行�(zhuǎn)移信�(hào)SP。為ADC 提供采集�(shí)�, 為FIFO 提供讀�(xiě)控制和寫(xiě)�(shí)鐘等�
本文的CPLD 器件采用A ltera 公司的EPM 7128SLC84- 15�
( 7)存儲(chǔ)��
本系�(tǒng)采用三星公司�64 MB NAND Flash 存儲(chǔ)器K 9F1208作為程序和數(shù)�(jù)的存�(chǔ)單元, 采用兩片16位的HY57V561620CT- H (�?cè)�?4MB ) SDRAM作為系統(tǒng)�(nèi)�, 同時(shí)作為DMA 方式讀取緩存數(shù)�(jù)的目的存�(chǔ)�。其中Flash存儲(chǔ)器存�(chǔ)空間分配情況如圖2所��
圖像采集模塊的程序設(shè)�(jì)主要任務(wù)是實(shí)�(xiàn)該模塊各元器件的�(xié)�(diào)工作以及�(shí)�(xiàn)�(duì)圖像�(shù)�(jù)的讀�。主要分�3部分�(nèi)��
( 1) CPLD 上的邏輯�(shè)�(jì)。采用VHDL �(yǔ)言編寫(xiě),該程�?qū)⑼獠烤д竦?0MH z輸入�(jìn)行分�, 為C IS、ADC、FIFO 等提供時(shí)鐘和控制信號(hào), 并為步�(jìn)電機(jī)提供工作�(shí)序�
( 2)嵌入式L inux 系統(tǒng)的裁�、配置和移植�
本系�(tǒng)采用26�(nèi)�, 宿主�(jī)�(huán)境為Ubuntu804�
( 3) L inux �(qū)�(dòng)程序的編�(xiě)。由于采集模塊對(duì)于Linux系統(tǒng)�(lái)�(shuō)可看作為一�(gè)�(shè)�, 因此該部分程序應(yīng)作為嵌入式L inux �(shè)備驅(qū)�(dòng)程序�(lái)編寫(xiě), 該驅(qū)�(dòng)程序通過(guò)CPLD間接�(shí)�(xiàn)采集模塊的邏輯控制和圖像�(shù)�(jù)的讀�, 為應(yīng)用程序的�(kāi)�(fā)提供底層硬件的接口[ 5 ] 。從FIFO 緩存讀取圖像數(shù)�(jù)采用DMA 方式,DMA的目的存�(chǔ)器為ARM 系統(tǒng)的SDRAM�