嵌入式视频监控系统的FPGA图像处理子系统设计(8)

学位论文

１绪论硕士论文像的采集、存储、处理、输出模块，以及各模块之间的连接等。最后学习并深入探讨了包括排序滤波、中值滤波、边缘检测等图像处理的经典算法，从多个算法中挑选出适合本系统处理的算法并从算法复杂性和图像处理的特定性等方面进行优化和创新并且在ＦＰＧＡ上综合运用模块／原理图输入方式与ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ硬件语言设计输入方式进行仿真和实现。

实验结果表明，经过ＦＰＧＡ处理后的图像，能显著地滤除椒盐噪声、脉冲噪声等图像噪声，提取图像的边缘信息。另外与ＤＳＰ和ＡＲＭ相比较，处理速度有很大的提高。最后通过与ＡＲＭ视频监控系统级联，可以完成接收图像，处理图像，最后将预处理过后的图像信息发送给ＡＲＭ系统进行编解码、图像压缩并最终显示，达到视频监控的目的。．

本文各章节安排如下：

第一章介绍了图像处理的研究背景、现状以及发展趋势。其中重点介绍了基于ＦＰＧＡ的图像处理系统的特点及优势。

第二章介绍了ＦＰＧＡ的开发环境与设计原则和技巧。包括对硬件中的核心芯片Ａｌｔｅｒａ公司的Ｃｙｅｌｏｎｅ型ＦＰＧＡ芯片的介绍以及ＦＰＧＡ的开发环境ＱｕａｒｔｕｓＩＩ和开发语言ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ的详细介绍。另外讨论研究了ＦＰＧＡ的设计原则与技巧。

第三章主要探讨了本论文中图像处理系统的硬件实现。包括图像的采集模块、存储模块、处理模块等。

第四章研究了图像预处理中最重要的两种处理方法：图像平滑与图像锐化。然后分别将卷积运算、中值滤波、均值滤波、最大最小排除均值滤波和基于Ｓｏｂｅｌ算子的边缘检测等几种典型的图像处理算法在ＦＰＧＡ上实现，最后通过与ＤＳＰ、ＡＲＭ等其他处理器相比较，体现出基于ＦＰＧＡ图像处理系统的优越性。

第五章设计了一个基于反馈控制理论的图像效果控制模块。它的原理是利用处理后图像的峰值信噪比与预先设定的标准进行比较，通过比较得出的误差来控制ＦＰＧＡ采用合适的图像预处理算法。

第六章对本文的工作进行总结并对以后的工作进行展望。４

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