基于FPGA的實(shí)時(shí)圖像采集處理顯示系統(tǒng).pdf

1、實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)對圖像的處理速度要求比較高，低層次圖像處理算法重復(fù)多次做相同操作時(shí)軟件串行處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于硬件的并行處理。FPGA并行計(jì)算和可重復(fù)配置等特點(diǎn)，成為硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像處理的理想器件。目前基于FPGA實(shí)現(xiàn)圖像處理算法成為一個(gè)熱門研究課題。
　　本文構(gòu)建了一個(gè)基于FPGA的圖像采集處理顯示系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由圖像采集模塊、圖像色度空間轉(zhuǎn)換模塊、圖像處理模塊、圖像存儲模塊、VGA控制模塊組成。在本系統(tǒng)的圖像處理模塊中，基于平滑

2、噪聲的角度實(shí)現(xiàn)了雙邊濾波算法、提取邊緣圖像實(shí)現(xiàn)了基于Sobel算子的邊緣檢測算法、為了優(yōu)化邊緣圖像邊緣連貫性實(shí)現(xiàn)了形態(tài)學(xué)濾波算法等的數(shù)字圖像處理算法。在綜合了降噪與保邊性能之后，本文著重設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的雙邊濾波器，用客觀的空間濾波算法性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)比較了本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的雙邊濾波器與常見濾波器的性能優(yōu)劣。并且在實(shí)現(xiàn)了邊緣濾波處理模塊與形態(tài)學(xué)濾波處理模塊之后，同樣用客觀的邊緣濾波算法性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)定量地證明了系統(tǒng)處理模塊的合理性和有效性。在

3、整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中充分考慮數(shù)字圖像算法自身存在并行性運(yùn)算的特點(diǎn)，對圖像算法采用流水線結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了硬件加速。
　　在Quartus II平臺下用硬件描述語言編程完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真，并在以Altera公司的Cyclone IV系列FPGA芯片的硬件平臺上完成了驗(yàn)證。在最終的系統(tǒng)測試中可以看出系統(tǒng)能夠滿足處理要求，在FPGA平臺上實(shí)現(xiàn)了采集處理顯示系統(tǒng)。
　　本文嘗試了在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有別于在FPGA平臺上常見降噪濾波器的保邊性能