基于SOPC的實(shí)時圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、可編程嵌入式技術(shù)是目前國內(nèi)外在電子信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其中基于可編程片上系統(tǒng)的SOPC技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)，它將并行計(jì)算和并行結(jié)構(gòu)集于一身，能夠以極快的速度實(shí)時地完成圖像處理任務(wù)。本文對比分析了各種圖像采集和處理方案的原理和特點(diǎn)，提出一種FPGA內(nèi)嵌NiosII軟核處理器的圖像采集處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)論述了圖像采集處理系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用SOPC技術(shù)來探索實(shí)時圖像處理和視覺計(jì)算以及解決當(dāng)前圖像處理領(lǐng)域存在的問題有著重要意義。

2、 本文針對以下三個方面進(jìn)行研究并取得一定的成果： (一)高速圖像處理硬件解決方案的研究通過分析現(xiàn)有的幾種實(shí)現(xiàn)高速圖像處理的方法的優(yōu)缺點(diǎn)，得出利用SOPC進(jìn)行圖像處理在處理速度和開發(fā)周期方面具有優(yōu)勢的結(jié)論，提出了基于SOPC技術(shù)的高速圖像處理系統(tǒng)的方案，并構(gòu)建了其硬件平臺。 (二)基于SOPC的圖像處理的研究分析圖像處理的特點(diǎn)及其基本的方法，初步研究了基于SOPC的圖像低層次處理的硬件化方法的實(shí)現(xiàn)。對數(shù)字圖像濾波方

3、法進(jìn)行了對比分析和優(yōu)化，由FPGA實(shí)現(xiàn)了快速中值濾波算法；分析了利用Sobel算子和系統(tǒng)級并行流水線進(jìn)行圖像邊緣檢測的硬件電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及可行性；采用基于系統(tǒng)級流水線的濾波器設(shè)計(jì)方法，用以優(yōu)化平衡性能要求和設(shè)計(jì)大小的實(shí)際限制。由于采用的都是基本算術(shù)邏輯運(yùn)算，完全能夠保證處理的實(shí)時性。 (三)硬件系統(tǒng)平臺的搭建利用QuartusII軟件設(shè)計(jì)整個系統(tǒng)的電路，通過VHDL硬件編程實(shí)現(xiàn)了對圖像傳感器CCD、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器等的控制，完成了