基于DSP的數字圖像處理系統中的抗干擾設計方案

(4) 利用電磁干擾濾波器(EMI Filter)消除電源干擾。隨著電子設備、計算機和家用電器的大量涌現與廣泛普及，電網干擾正曰益嚴重并形成一種公害。特別是瞬態電磁干擾，其電壓幅度高(幾百伏至上千伏)、上升速率塊、持續時間短、隨機性強，容易使數字電路產生嚴重干擾，甚至損害設備。電磁干擾濾波器亦稱電源噪聲濾波器(PNF)，它能有效地抑制電網噪聲，提高設備的抗干擾能力及系統的可靠性。電磁干擾濾波器在系統中的應用如圖2所示。

(5) 利用硬件看門狗功能提高系統的抗干擾能力。由專用芯片MAX692構成的看門狗電路如圖3所示，系統所用外圍元件少。MAX692是微系統監控電路芯片，具有后備電池切換、掉電判別、看門狗監控等功能。其中WDI是看門狗檢測輸入端，接到DSP的一個專用I／O口或一個總線口上。是復位信號輸出端，接DSP的復位端。MAX692的WDI定時周期為1.6s，復位脈沖寬度是200ms。如果WDI保持高或低超過看門狗定時周期(1.6s)，端將發生200ms寬(最小140ms)的負脈沖使DSP復位。

2.3 軟件抗干擾技術

利用軟件也可以提高DSP數字圖像處理系統的抗干擾能力。主要有：①利用數字濾波器來濾除干擾；②采用軟件看門狗、多次采樣技術、定時刷新輸出口等技術來抑制干擾。下面主要介紹數字濾波器在本系統中的應用。

數字濾波器(DF)對圖像信號的處理過程如圖4所示。圖像信號首先經過采樣／保持電路(S／H)，送至模／數轉換器(ADC)轉換成數字量，然后通過數字濾波器濾除其中的干擾信號，最后通過數／模轉換器(DAC)獲得語音信號輸出。

根據所用數學模型的不同，數字濾波器可分為兩大類：一類是遞歸型濾波器，其特點是濾波器的輸出不僅與輸入信號有關，還與過去的輸出值有關；另一類是非遞歸型濾波器(如一階、二階低通濾波器)，其特征是濾波器的輸出僅與輸入信號有關，而與過去的輸出值無關。本系統中使用的是遞歸型濾波器。

數字濾波器的軟件設計方法有：程序判斷濾波法(限幅濾波法)、中位值濾波法、算術平均濾波法、遞推平均濾波法、防脈沖干擾平均濾波法、一階滯后濾波法等6種方法。根據需要，本系統選擇中位值濾波法。

設數字濾波器的輸入信號為一個一維序列?l，?2，…，?n，取窗口長度(點數)為m (m為奇數)，對其進行中位值濾波，就是從輸入序列中相繼抽出m個數?i-v，…，?i-1，?i，?i+1，…，?i+v(其中f2為窗口中心值，v=(m-1)／2)，再將這m個點按其數值大小排序，取其序號為中心點的那個數作為濾波輸出。用數學公式表示為：yi=Med{?i-v，…，?i，…，?i+v} i∈N，v=(m-1)／2

3. 結束語

實驗證明：以上抗干擾方法在基于DSP的數字圖像處理系統中能夠充分地抑制來自系統外和系統自身的干擾，能夠有效地提高系統的抗干擾能力和可靠性。