嵌入式视频监控系统的FPGA图像处理子系统设计(7)

学位论文

硕士论文嵌入式视频监控系统的ＦＰＧＡ图像处理子系统设计ＦＰＧＡ器件是由大量逻辑宏单元构成的，通过配置，可以使这些逻辑宏单元形成不同的硬件结构，从而构成不同的电子系统，完成不同的功能。ＦＰＧＡ中有数以万计的逻辑宏单元可供随意组合成各种类型的硬件电路功能模块。正是ＦＰＧＡ的这种硬件重构的灵活性，使得设计者能够将硬件描述语言描述的电路在ＦＰＧＡ中实现【５】。这样一来，同一块ＦＰＧＡ能实现许多完全不同的电路结构和功能。目前ＦＰＧＡ技术和性能已经达到可以用来实现复杂处理算法的要求。

集成电路技术和多媒体技术的日益融合，不断取得惊人的进展。作为两种技术的重要体现，基于ＦＰＧＡ的视频处理技术的深入研究和广泛应用也日新月异。例如加拿大Ｍａｔｒｏｘ公司采用ＴＭＳ３２０Ｃ８０芯片设计的ＧＥＮＥＳＩＳ图像处理系统，英国ＩＮＭＯＳ公司设计的ＩＭＳＡｌ００级联信号处理器都是并行实时图像处理系统。富士通研究所与富士通前沿科技公司共同推出的富士通服务机器人，其３维图像处理ＬＳＩ由美国ＸＩＬＩＮＸ公司生产的约有５００万个门阵列的ＦＰＧＡ开发而成。另外同济大学超大规模集成电路研究所研制成功了基于ＦＰＧＡ的Ｈ．２６４编解码器，清华大学研制了ＧＩＥＢ微机高速图像处理系统。同时，国际上和台湾等许多公司都开发了基于Ｘｉｌｉｎｘ和Ａｌｔｅａｒ公司（两个可编程逻辑器件市场的领导者）的芯片的多媒体处理开发系统。

ＦＰＧＡ能在设计上实现硬件并行和流水线技术，而这些都不能在ＤＳＰ上实现。因此，对于实时图像处理而言，与本质上仍然是依靠串行指令来完成相应图像处理算法的ＤＳＰ系统相比，ＦＰＧＡ有很强的灵活性，可以根据需要进行重构配置，有较强的通用性，适于模块化设计；同时其开发周期短，系统易于维护和扩展，适合实时的信号处理，能够大大地提高图像数据的处理速度，达到系统的实时性要求，因此采用ＦＰＧＡ器件是个不错的选择【６】。随着图像分辨率的日益提高和图像处理系统对实时性的要求越来越高，基于ＦＰＧＡ的图像处理系统逐渐成为图像处理领域中的一个热门话题。

１．４本文研究主要内容

目前大部分图像处理算法都是在ＰＣ机或者ＤＳＰ上实现。但是在ＰＣ机上实现上用软件编程方式实现，处理速度慢，适用范围有限等问题，如用单ＤＳＰ处理，虽然ＤＳＰ的并行处理能力能提高一定的处理速度，但遇到需要处理的图像信息较大，且实时性要求较高时，即使是高性能的ＣＰＵ也难以达到要求【７】。

本文以ＦＰＧＡ为平台，在分析实时图像处理算法的基础上，通过改进算法和优化结构，在合理利用硬件资源的条件下，有效地挖掘出算法内在的并行性，采用流水线技术和模块化设计思想，提高了顶层图像处理模块的处理速度。

本文所研究的系统一个是在嵌入式平台下监控系统的图像预处理模块，因此主要致力于说明ＦＰＧＡ上图像处理算法的实现方法及其优化过程。首先在参考国内外大量图像处理系统的基础上，构建了一个图像预处理系统的硬件模块。然后在此基础上完成了图３

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库嵌入式视频监控系统的FPGA图像处理子系统设计(7)在线全文阅读。