一种基于dsp和fpga的图像处理系统

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1、多媒体技术刘洲峰等:一种基于DSP和FPGA的图像处理系统一种基于DSP和FPGA的图像处理系统刘洲峰,郭振铎,欧阳诚梓(中原工学院电子信息学院河南郑州450007)摘要:设计了一种以FPGA为数据采集逻辑控制单元,以DSP为高端图像处理单元的数字图像处理系统。介绍了该系统的硬件组成、工作原理。从视频编码单元、图像处理单元和视频输出单元对整个系统的构成和设计进行了描述,分析了系统设计时的各个关键技术环节。关键词:数字信号处理器;现场可编程门阵列;数字图像处理;视频采集中图分类号:TP391.4文献标识码:B文章编号:1004373X(20

2、07)0406603DigitalImageProcessingSystemBasedonDSP+FPGAArchitectureLIUZhoufeng,GUOZhenduo,OUYANGChengzi(SchoolofElectricandInformationEngineering,ZhongyuanUniversityofTechnology,Zhengzhou,450007,China)Abstract:ThedigitalimageprocessingsystemisdesignedbasedonDSPandFPGA.Inthe

3、systemFPGAisusedasamainlogicunitandDSPasadvancedimageprocessingunit.Hardwareconstitutesandworkingprincipleofthedigitalimageprocess2ingsystemisintroduced.Thestructureanddesignofsystemwhichincludeofvideoacquisitionunit,videoprocessingunitandvideooutputunitaredescribed.Theke

4、yproblemsareanalyzedduringthesystemdesigning.Keywords:digitalsignalprocessor;fieldprogrammablegatearray;digitalimageprocessing;videoacquisition图像处理技术目前已经广泛的应用于生物医学、工适于用FPGA进行硬件实现,这样能同时兼顾速度及灵活业、军事、电信等领域。多领域的应用需求产生了巨大的性。高层处理算法的特点是所处理的数据量较低层算法市场空间,但也对图像处理系统的实时性和准确性提出更少,但算法的控

5、制结构复杂,适于用运算速度快、寻址方式高的要求。传统的数字图像处理系统多采用通用计算机灵活、通信机制强大的DSP芯片来实现。[1,2]加软件、单片机或专用DSP等来实现。这些方法要么处基于DSP+FPGA结构的数字图像处理系统需要理速度较慢,无法满足现代图像处理系统的实时性要求;完成图像采集、数字化处理、图像处理、图像分析、图像显要么专业性太强,应用受限制。本文提出一种新的基于示等功能。系统原理框图如图1所示。DSP+FPGA的图像处理系统。试验表明该系统具有良好的性能。1系统结构原理现场可编程门阵列(FPGA)优点主要在于有很强的灵活性

6、,其内部逻辑功能可以根据需要进行系统配置,修改和维护方便。随着微电子技术的进步,FPGA不再只用于图1基于DSP+FPGA的图像处理系统原理框图实现简单的逻辑功能,他的容量和速度已经使他成为系统2硬件系统设计级设计的重要的选择方案之一。与FPGA相比,DSP适合完成结构更复杂的算法。2.1图像采集单元设计在图像处理系统中,底层的信号预处理算法要处理的图像采集系统可采用先进的CCD成像技术,利用发数据量很大,对处理速度的要求高,但算法结构相对简单,光二极管LED(黑白探头)或导光束(彩色探头)对被检测物体区进行照明。探头前部的透镜把被检测物

7、体成像在收稿日期:20060718CCD上。CCD将光信号转换为电信号,然后通过前端解基金项目:河南省教育厅自然科学研究项目(200410465201,码芯片SAA7113经过放大、滤波和A/D转换等处理将模200510465002)拟电信号变为数字格式的图像信号。SAA7113的时钟由66《现代电子技术》2007年第4期总第243期þ嵌入式与单片机ü一片24.576MHz的晶体提供,产生内部所需的LLC相环可以配置为乘以9除以2模式,从而内部获得(LineLockedSystemClockOutput)信号及其二分频信225MHz的时钟

8、,他是整个系统的核心。对采集到的图像号LLC2(频率为13.5MHz)。其中LLC2信号用于同步信号实时的进行滤波、分割、分析等处理。系统由DSP通整个图像采集系统,一个LLC2周期采集一个象