基于Nios II的雙網(wǎng)傳真機系統的研究與開(kāi)發(fā)
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2.1 雙網(wǎng)數字傳真機系統硬件設計
本文設計的雙網(wǎng)數字傳真機以Altera Nios II軟核為處理器、CIS掃描器件、電機、TPH打印器件、CIS、電機、TPH打印驅動(dòng)板、Alter EP1C20開(kāi)發(fā)板、Modem為硬件平臺，通過(guò)Altera的FPGA實(shí)現硬件電路模塊，主要需要實(shí)現的電路模塊有A/D采樣控制邏輯模塊、圖像二值化處理模塊、MH[3]編碼模塊、MH譯碼模塊、掃描、打印、電機時(shí)序驅動(dòng)邏輯模塊。
(1)A/D采樣控制邏輯模塊
通過(guò)CIS掃描器件把原稿的光信號轉化為電信號，將CIS掃描器件獲得的模擬電信號通過(guò)A/D轉換器件轉化為8 bit的數字信號輸入圖像處理二值化模塊。A/D采樣控制邏輯完成A/D器件的時(shí)序驅動(dòng)。
(2)圖像二值化處理模塊
本模塊輸入數據為A/D轉化后的每像素8 bit數據，根據掃描原有文本、灰度圖像、圖文并茂3種類(lèi)型自動(dòng)判別選用不同的算法，進(jìn)行偽灰度處理，即根據抖動(dòng)表(Dither)進(jìn)行二值化處理，得到人眼感覺(jué)有層次(灰度變化)的二值圖像，即半色調圖像(Halftone)?；叶戎祱D像轉化為二值圖像的算法原理是：通過(guò)實(shí)際的中間色調信號與存儲在ROM中的閾值信號比較形成二值圖像信號。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151770.htm
一般傳真機采用的抖動(dòng)表數據是8×8的Bayes矩陣，在實(shí)驗中采用該方法處理得到的效果并不理想，圖像對比度不是很強烈，整體效果較暗。因此作者根據FPGA硬件處理的特性，采用16×16的抖動(dòng)矩陣對傳真圖像進(jìn)行處理。采用該方法適應了FPGA 芯片擁有豐富寄存器資源的特點(diǎn)，用來(lái)存儲改進(jìn)抖動(dòng)表，在不影響處理速度的情況下，明顯改進(jìn)圖像的處理效果，提高圖像對比度，圖像效果比較接近原圖。從得出的效果圖可以明顯看出，改進(jìn)方案比原有Bayer抖動(dòng)表做抖動(dòng)的圖像對比度要好得多，代價(jià)為增加了一千多位寄存器。從而較好地解決了對圖像二值化處理中對比度不強的問(wèn)題。
(3)編碼模塊
將二值化后的圖像數據經(jīng)一維MH編碼后交付通信模塊使用。MH編碼是一維改進(jìn)的Huffman編碼，是ITU-T T.4[4]標準中的一部分，ITU-T T.4標準的全稱(chēng)是三類(lèi)傳真機終端文檔傳輸標準。MH編碼具有效率高、容易擴展等特點(diǎn)。三類(lèi)傳真機一般都實(shí)現了一維MH編碼和譯碼，有的也實(shí)現了二維MR編碼，本文用硬件電路實(shí)現一維MH編碼。對于二值信源來(lái)說(shuō)，一幅傳真圖像是由掃描線(xiàn)上的像素組成的。而每一掃描線(xiàn)又總是由一些黑像素和白像素組成。將連續發(fā)生的黑像素為連‘1’，白像素為連‘0’，也稱(chēng)為黑游程和白游程。連‘1’的個(gè)數稱(chēng)為黑游程的長(cháng)度，連‘0’的個(gè)數稱(chēng)為白游程的長(cháng)度。黑白游程交替出現。針對游程編碼，哈夫曼MH碼元很好地解決了傳真信源的壓縮問(wèn)題，是T.30協(xié)議中規定的編碼方式之一。實(shí)現時(shí)通過(guò)讀取像素信息存儲FIFO判斷是黑游程還是白游程。當發(fā)生了黑白游程切換時(shí)，根據黑白游程計數形成碼表訪(fǎng)問(wèn)地址，根據地址查找碼表得到對應的編碼碼元。MHC編碼硬件模塊圖如圖3所示。
該編碼數據將封裝在T30協(xié)議中進(jìn)行傳輸，T30協(xié)議規定的每樣張的數據傳輸格式如圖4所示。其中EOL為End Of Line，即行同步碼，格式為000000000001。同步碼是緊跟在每一行掃描線(xiàn)之后的特殊碼字，它在有效數據中不可能出現，因而在突發(fā)錯誤之后能重新建立同步。特殊地，每頁(yè)文件的第一個(gè)數據之前也設置一個(gè)EOL。
填充碼fill的作用是保證每掃描線(xiàn)，即每一行的數據傳輸時(shí)間不小于某一規定時(shí)間T，T為發(fā)送一行編碼數據所用的最小時(shí)間，ITU-T T.4標準建議中規定T=20 ms，不足20 ms時(shí)間應加入填充碼，其格式為長(cháng)度不一的全“0”串。RTC為返回控制碼，其格式為6個(gè)連發(fā)的EOL碼，表示一頁(yè)文件碼的傳輸結束。
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