嵌入式视频监控系统的FPGA图像处理子系统设计(3)

学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｅｃｏｎｏｍｙａｎｄａｌｌａｓｐｅｃｔｓｏｆｓｏｃｉａｌｌｉｆｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．ＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓａｒｅｍａｉｎｌｙＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉ０ａｎｄＤＳＰ

ｂｙｔｈｅ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）．Ｓｉｎｃｅｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅ２０ｔｈｃｅｎｔｕｒｙ，ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｔｈｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｈｉｇｈｌｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ，

Ｇａｔｅｐｏｗｅｒｆｕｌ，ｓｈｏｒｔｄｅｓｉｇｎｃｙｃｌｅ，ａｎｄｌｏｗｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔｓ，ＦＰＧＡ（ＦｉｌｍＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

Ａｒｒａｙ）ａｒｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｂｅｉｎｇｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｒａｃｔｉｃｅ

ｔｈａｔ，ＦＰＧＡ＇ｓｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｈａｓｐｒｏｖｅｄＣａｎ

ｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｅＦＰＧＡ－ｂａｓｅｄｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｒｏａｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．

Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｉｍａｇｅｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｕｂｓｙｓｔｅｍｉｎ

ａａｎｅｍｂｅｄｄｅｄｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｒｓｔ

ａｎｄｏｆａｌｌ，ｗｅｒｅａｌｉｚｅｄｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｃｏｍｍｏｎｒｅ－ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｃｏｍｐｌｅｔｅｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｓｔｏｒａｇｅ，ｏｕｔｐｕｔｏｔｈｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．ＦＰＧＡｉｔｓｅｌｆｅｎｔｉｒｅｌｙｉｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｒｅ—ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ，ＳＯｔｈｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｃａｌｌ

ｕｓｅｄｔｈｅｂｅｅａｓｉｌｙｕｐｇｒａｄｅｄａｎｄｒｅｐｅａｔｌｙｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄ，ｔｏａｃｈｉｅｖｅａｖａｒｉｅｔｙｏｆ

ｔｏｉｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬｈａｒｄｗａｒｅｌａｎｇｕａｇｅｉｍａｇｅｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｔｈｅＦＰＧＡｃｈｉｐ．Ｉｎｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｏｒｄｅｒ

ｇｉｖｅｆｕｌｌｐｌａｙｔｏｔｈｅＦＰＧＡ’Ｓｓｔｒｏｎｇｐｏｗｅｒｉｎｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｗｅｄｏ

ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｔｏｍａｋｅｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｕｓｅａｃｅｒｔａｉｎａｍｏｕｎｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ

ａｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｍａｇｅｐｒｅ—ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｂｌｅｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｖａｒｉｅｔｙｏｆｈｉｇｈ—ｌｅｖｅｌｉｍａｇｅ

ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄｓ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｍｅｅｔｔｈｅ５０／Ｓｏｕｔｐｕｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ．

Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｖａｒｉｅｔｙｏｆｔｙｐｅｓｏｆｎｏｉｓｅａｒｉｓｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｒｙ．ＴｈｅｍｏｄｕｌｅＣａｎａｎａｌｙｓｅｔｈｅｐｅａｋｓｉｇｎａｌｔｏｎｏｉｓｅ

ａｒａｔｉｏ（ＰＳＮＲ）ｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｓｈａｎｄｌｅｄ，ｔｈｅｎｃｏｎｔｒｏｌＦＰＧＡｔｏｕｓｉｎｇｍｏｒｅｔａｒｇｅｔｅｄａｐｐｒｏａｃｈｔｏｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｎｅｘｔｉｍａｇｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＦＰＧＡ，ｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｎｏｉｓｅ，ＰＳＮＲＩＩ

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