基于DSP的数字图像处理系统中的抗干扰设计方案

(4) 利用电磁干扰滤波器(EMI Filter)消除电源干扰。随着电子设备、计算机和家用电器的大量涌现与广泛普及，电网干扰正曰益严重并形成一种公害。特别是瞬态电磁干扰，其电压幅度高(几百伏至上千伏)、上升速率块、持续时间短、随机性强，容易使数字电路产生严重干扰，甚至损害设备。电磁干扰滤波器亦称电源噪声滤波器(PNF)，它能有效地抑制电网噪声，提高设备的抗干扰能力及系统的可靠性。电磁干扰滤波器在系统中的应用如图2所示。

(5) 利用硬件看门狗功能提高系统的抗干扰能力。由专用芯片MAX692构成的看门狗电路如图3所示，系统所用外围元件少。MAX692是微系统监控电路芯片，具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其中WDI是看门狗检测输入端，接到DSP的一个专用I／O口或一个总线口上。是复位信号输出端，接DSP的复位端。MAX692的WDI定时周期为1.6s，复位脉冲宽度是200ms。如果WDI保持高或低超过看门狗定时周期(1.6s)，端将发生200ms宽(最小140ms)的负脉冲使DSP复位。

2.3 软件抗干扰技术

利用软件也可以提高DSP数字图像处理系统的抗干扰能力。主要有：①利用数字滤波器来滤除干扰；②采用软件看门狗、多次采样技术、定时刷新输出口等技术来抑制干扰。下面主要介绍数字滤波器在本系统中的应用。

数字滤波器(DF)对图像信号的处理过程如图4所示。图像信号首先经过采样／保持电路(S／H)，送至模／数转换器(ADC)转换成数字量，然后通过数字滤波器滤除其中的干扰信号，最后通过数／模转换器(DAC)获得语音信号输出。

根据所用数学模型的不同，数字滤波器可分为两大类：一类是递归型滤波器，其特点是滤波器的输出不仅与输入信号有关，还与过去的输出值有关；另一类是非递归型滤波器(如一阶、二阶低通滤波器)，其特征是滤波器的输出仅与输入信号有关，而与过去的输出值无关。本系统中使用的是递归型滤波器。

数字滤波器的软件设计方法有：程序判断滤波法(限幅滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、防脉冲干扰平均滤波法、一阶滞后滤波法等6种方法。根据需要，本系统选择中位值滤波法。

设数字滤波器的输入信号为一个一维序列?l，?2，…，?n，取窗口长度(点数)为m (m为奇数)，对其进行中位值滤波，就是从输入序列中相继抽出m个数?i-v，…，?i-1，?i，?i+1，…，?i+v(其中f2为窗口中心值，v=(m-1)／2)，再将这m个点按其数值大小排序，取其序号为中心点的那个数作为滤波输出。用数学公式表示为：yi=Med{?i-v，…，?i，…，?i+v} i∈N，v=(m-1)／2

3. 结束语

实验证明：以上抗干扰方法在基于DSP的数字图像处理系统中能够充分地抑制来自系统外和系统自身的干扰，能够有效地提高系统的抗干扰能力和可靠性。