移动通讯终端运动图像高效处理技术

王 强

(山西大同大学物理与电子科学学院，山西大同037009)

移动通讯终端运动图像高效处理技术

王 强

(山西大同大学物理与电子科学学院，山西大同037009)

随着数码相机以及手机终端功能的集成应用，移动的通讯终端正向单一的通讯工具向多样化终端转变。这使得视频处理技术得到了很大的提升，推动了移动通讯终端的高速发展。本文首先介绍基于通讯终端的运动图像处理技术的独特优势，以SkywordsSolutions的Skywords平台为基础，论证了运动目标识别技术在可移动终端机开发与实现的可行性。

移动通讯终端；SkywordsSolutions；动作识别技术

从第一代典型的模拟移动系统AMPS和TACS到第二代蜂窝移动通信的GSM和NCDMA再到第三代的数字蜂窝移动系统，从模拟时代走进GPRS时代，实现了单双频转换，中英文互换、语音与文字并行。目前为止移动终端机已经从研发阶段转为成熟的消费阶段，得注重消费者体验，随着人工智能技术的发展，手机终端动作识别领域已经取得了很大的成果，已经应用到汽车、飞机、轮船、电脑等。但同时有个问题就是，动作识别技术在移动终端上的发展缓慢，主要有以下几个原因：第一，移动终端的处理器比较小，内存空间受限，这些都不能很好的给动作识别以技术支持；第二，由于移动终端的待机时间是评价其是否达标的标准之一，但往往又无法保证待机时间；第三，对于单一动作效果比较好，但是多动作交错复杂信息的识别还存在困难，效果不理想。

1 加速传感器基本原理分析

加速传感器是一套相对完整的双轴加速测量系统，它是由CMOS集成电路工艺制造而成。通过测量由于内部加速造成的温度变化来测量加速度。

多数加速度传感器就是利用了其内部加速度而造成的晶体变形这个特性，而移动终端中的加速度传感器内部是气体，采用气体比相较于传统的晶体有较大的好处，它会克服传统晶体出现的例如传感器粘连、颗粒等相关问题，同时也大大提高了自身的抵抗性能，使得产品不合格率和故障率很低[1]。

2 动作识别技术原理及分析

传感器有两种位置，一种是水平位置倾斜角，另一种是垂直位置的倾斜角，为了方便测算倾斜角度，加速传感器仅仅输出作用在感应轴上的加速度值，加速度和重力关系如下：

其中，Ax和Ay代表输出，g是重力参考值，而α和β是倾斜角度。对于那些大于60°倾斜角度加速度传感器的输出变化量，sin方程的特性使我们很容易测量出接近90°的倾斜角。

图1 倾斜角测量

从图1可以看出，假设倾斜角接近零的话，那么我们就可以认为正弦方程和线性方程相等：

但在特殊情况下，如果要使用线性近似值有可能有一些精确上的要求，表1列出精度误差。

表1 线性近似精度误差

当使用线性近似值后，加速传感器和以k为基准的倾斜度的灵敏度就可以互相转换了。

在信号加速输出的实现到倾斜角度测量转换过程之前，我们必需预先假设多种可能性，而且每种可能性都需要有各自的变量设置，模拟的控制接口、倾斜的范围、温度等。许多信号处理步骤被用来达到各种要求，图2展示的是加速度到倾斜信号的处理过程，虽然不是每个都需要这样的步骤。

图2 信号加速输出

在不同的环境应用中，可以采用不同的步骤，有的可以省略，在高精度要求的应用中，噪声滤波器和温度漂移的补偿就可以不采用。

3 移动通讯终端开发平台

我国移动通讯终端的开发属于第二层次的开发，即在买回来的软件上进行开发，全世界的移动通讯终端并不多，其中Skywords平台是由一家在美国业界属于最先进水平的无线半导体公司生产，并推广到全世界,其公司专注于设计研究移动通信领域应用和完整的半导体系统解决办法，它为全球的基础架构制造商提供了所有无线部件[2]。

本篇大致介绍Skywords的GPRS平台，它的制造成本低、使用性能高，更重要是具备了多媒体功能。该平台的主要芯片，可分别完成基带处理、射频处理以及功率放大等功能。其硬件电路结构中有CX805系列基带处理器；CX20524混合信号器件以及CX74063高集成收发器。

Skywords软件平台包括协议栈和固件、MMIAPI∕MMI软件开发套、开发和生产工具等，在程序开发时，Skywords提供的工具有编译、调试、下载等功能。

嵌入式实时操作系统自身具有一些特点，例如，系统具有很严格实时性，并要求PDA等嵌入式软件服务可以和不同的操作系统兼容使用，用户完全可以根据自己的需求来自由选择扩展系统功能。

虚拟操作系统平台对操作系统进行了OO包装。图3就是虚拟系统平台示意图。

图3 虚拟系统平台

4 动作识别技术概述

应用动作识别技术可以在移动终端中发挥很多作用，比如菜单操作，屏幕上列举很多可供选择的菜单，操作者可以倾斜终端来进行菜单的选择，被选中的菜单的颜色或形状就会明显区别于其他菜单，操作者可以通过终端侧面的按钮进行选择；电话薄，独立的电话号码原理都是一样的。加速传感器的另外一个应用就是游戏。

5 应用程序设计和实现

真正与用户交流的是应用程序及功能，其实用户最关心的是与他直接接触的程序是否能够满足自己的要求，所以程序的设计就非常关键，下面就以游戏控制功能来简要说明游戏流程。

图4 控制流程图

图4中，分贝有节、段、链表、坐标系。一条蛇可以看作是由很多小正方形组成的，我们将这些小正方形成为节；当许多节连城一条线时，我们称之为段。链表的元素单位是段。用户在面对游戏界面以后，进入CreateGameMenu（VOID）函数，调用MMI控件，包括：ws-POPUP，画出游戏界面中和控件相关的界面部分，其中信号强弱、电池电量等都属于终端的相关界面部分。游戏中的音乐以及背景、假象食物等属于单独画出的部分。通过C++语言等程序设置，使得每个窗口都有其生命周期，贪吃蛇的核心算法是如何吃掉食物，在没有碰到食物之前，将运动方向向下个节点坠入[3]。

一条完整的贪吃蛇是由一节节组成的，最后一个节点即元素是蛇的头部段，第一个节点是蛇的尾部段，这样在运动的过程中，头部多一节，尾部就少一节，这样能保证蛇一直在运动的状态，如果吃到了食物，那么尾部就不减少一节。

软件测试是软件生存的一个重要阶段，是软件质量的保证。软件在使用之前，要求对软件进行分析，试用以及设计规格、兼容性能。程序测试是为了发现漏洞，测试的目的就是为了发现其中的错误，而不是为了修改，在软件开发的过程中，分析、设计与编码都是创造性的，而测试是具有破坏性的。对于用户而言，希望软件测试中发现问题，这样可以保证软件的正常、安全的应用。

在软件测试的过程中，应遵循以下几点原则：

1.预期的输出结果一定要实现;

2.测试必须以用户需求为准则，确保满足用户的需求;

3.确保测试中，程序做了自己该做的，同时要检测程序做了自己不该做的，这样才算全面的检测;

4.不能为了方便而修改程序;

5.测试必须明确目标，不能盲目测试。

还有另外一种测试就是自动测试方案框架下进行的，这个需要测试人员来编写测试范例。自动测试相较于黑盒和白盒测试而言，更加规范，所以测试范例的质量和覆盖率是测试质量和覆盖率的主要决定因素[4]。

[1]李国辉,李恒峰.基于内容的音频检索:概念和方法[J].小型微型计算机系统,2000（11）:23-30.

[2]余姚明.MPEG标准及其应用[M].北京：邮电大学出版社.

[3]梨红松.数字视频及应用[M].北京：清华大学出版社,1998.

[4]（美）吉布森.多媒体数字压缩原理与标准[M].李熠辉译.北京:电子工业出版社,2008.

〔责任编辑 高彩云〕

Efficient Mobile Communication Terminal Moving Image Processing Techniques

WANG Qiang
(School of Physics and Electronic Science,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037009)

With the integrated application of digital cameras and mobile terminal functions,the mobile communication terminal forward a single shift to diversify terminal communication tools.Thus video processing technology has been greatly improved,which promotes the rapid development of mobile communication terminals.This paper introduces the unique advantages of motion-based image processing technology communications terminal,discusses the feasibility movement recognition technology in the mobile terminal platform based on Skywords Solutions of Skywords.

mobile communication terminals;SkywordsSolutions;motion recognition technology

O212

A

1674-0874(2015)06-0021-03

2015-09-06

王强（1986-），男，山西阳泉人，硕士，助教,研究方向:图像处理。