基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中的抗干擾設(shè)計(jì)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(shè)備、計(jì)算機(jī)和家用電器的大量涌現(xiàn)與廣泛普及，電網(wǎng)干擾正曰益嚴(yán)重并形成一種公害。特別是瞬態(tài)電磁干擾，其電壓幅度高(幾百伏至上千伏)、上升速率塊、持續(xù)時(shí)間短、隨機(jī)性強(qiáng)，容易使數(shù)字電路產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，甚至損害設(shè)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(wǎng)噪聲，提高設(shè)備的抗干擾能力及系統(tǒng)的可靠性。電磁干擾濾波器在系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖2所示。

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

2.3 軟件抗干擾技術(shù)

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

數(shù)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(jīng)過采樣／保持電路(S／H)，送至模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過數(shù)字濾波器濾除其中的干擾信號，最后通過數(shù)／模轉(zhuǎn)換器(DAC)獲得語音信號輸出。

根據(jù)所用數(shù)學(xué)模型的不同，數(shù)字濾波器可分為兩大類：一類是遞歸型濾波器，其特點(diǎn)是濾波器的輸出不僅與輸入信號有關(guān)，還與過去的輸出值有關(guān)；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(guān)，而與過去的輸出值無關(guān)。本系統(tǒng)中使用的是遞歸型濾波器。

數(shù)字濾波器的軟件設(shè)計(jì)方法有：程序判斷濾波法(限幅濾波法)、中位值濾波法、算術(shù)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(jù)需要，本系統(tǒng)選擇中位值濾波法。

設(shè)數(shù)字濾波器的輸入信號為一個(gè)一維序列?l，?2，…，?n，取窗口長度(點(diǎn)數(shù))為m (m為奇數(shù))，對其進(jìn)行中位值濾波，就是從輸入序列中相繼抽出m個(gè)數(shù)?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(gè)點(diǎn)按其數(shù)值大小排序，取其序號為中心點(diǎn)的那個(gè)數(shù)作為濾波輸出。用數(shù)學(xué)公式表示為：yi=Med{?i-v，…，?i，…，?i+v} i∈N，v=(m-1)／2

3. 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)證明：以上抗干擾方法在基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中能夠充分地抑制來自系統(tǒng)外和系統(tǒng)自身的干擾，能夠有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。