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近年来,随着信息通讯技术的发展,数字图像信息以其直观、形象等特点,逐渐成为人类获取信息的主要来源。图像信息包含着巨大的数据量,对其进行存储需要占据较大的内存空间,对其进行传输需要消耗大量的时间,因此对图像信息进行压缩处理十分必要。得益于嵌入式技术的发展,基于微处理器的小型图像处理系统能够将图像采集、图像存储、图像处理以及图像传输等功能集于一体,应用领域非常广泛。目前迅猛发展起来的智慧农业系统中一项重要的内容就是图像信息,在此类监测系统中,图像信息有助于工作人员及时判断系统情况,方便工作人员对系统出现的问题及时调整,做出合理的决策,从而实现灾害预防和系统优化。应用于监测系统的图像处理系统的功能应包括对监测系统的环境信息进行图像采集和存储,对采集到的图像信息进行压缩和传输等。监测系统对于图像处理系统的要求不仅包括体积小、功耗低、图像压缩效果优良等,还要着重考虑图像处理系统的成本和系统稳定性。本文针对智慧农业系统的定时图像监测需求,设计了一个基于STM32微处理器的成本低、体积小、功耗低、图像压缩效果优良的图像处理系统。课题研究内容包括图像处理系统的硬件电路设计和软件程序设计。充分考虑系统对于低成本的需求及STM32的特点,采用基于Cortex-M3内核的STM32F103VET6作为系统的主控制器及图像处理的核心处理器,移植内核资源消耗小的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ。图像采集模块采用OV7725图像传感器获取图像信息,利用AL422B芯片作为FIFO(first in first out)帧存储器对采集到的图像信息进行缓存;通过STM32的控制,采集到的图像信息能够显示在TFT_LCD液晶显示器上;图像存储模块采用SD卡,保存BMP和JPEG两种格式的图像数据,通过与主芯片的SDIO接口连接,使用FatFs文件系统实现数据的读写;图像处理模块主要研究JPEG图像压缩算法及算法优化,采用Loeffler算法改进其中的DCT变换以减少乘法和加法的运算量,同时根据人眼对比度敏感函数改进量化表,增大图像数据压缩比;压缩后的图像数据通过串口传输到上位机,设计上位机串口调试界面进行图像数据的显示和保存。系统最终运行结果表明本文设计的图像处理系统实现了设计的目标,能够满足监测系统对图像信息的需求。同时压缩算法的改进在保证图像质量的前提下增加了图像压缩比,减少了系统运行时间,降低了系统的功耗。