基于zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现

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1、基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现作者姓名姬生毅学校导师姓名、职称高建宁副教授领域仪器仪表工程企业导师姓名、职称李立研究员申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1204122151分类TN82号TP368密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统的设计与实现作者姓名：姬生毅领域：仪器仪表工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：高建宁副教授企业导师姓名、职称：李立研究员提交日期：2014年12月ADesignandImplem

2、entationofEmbeddedDigitalImageTransmissionSystemBasedonZynqAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInstrumentandMeterEngineeringByJiShengyiSupervisor:GaoJianningLiLiDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承

3、学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用

4、学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着嵌入式技术和图像处理技术的快速发展，基于嵌入式的图像传输技术成为目前电子技术领域重要的研究课题之一，在军事、工业、农业、医学等领域都

5、得到了广泛的应用。在嵌入式技术中，Zynq可扩展处理平台是一种新近发展的系统平台技术，它在一片芯片中集成了大规模可编程逻辑器件（FPGA）、低功耗高性能先进RISC处理器（ARM）和两者的互连总线，因此同时具备FPGA技术和ARM技术的优点，具有广阔的应用前景。为了满足图像采集、传输、处理等系统高集成度、非压缩、大数据量的需求，论文在Zynq可扩展处理平台上设计并实现了高速嵌入式数字图像传输系统。与传统的在PC机+处理板卡上构建的数字图像传输系统相比，由于Zynq平台内部集成了可编程逻辑和处理器系统，可以

6、方便的实现两者所需的功能，所以在Zynq平台上实现的数字图像传输系统具有功耗低、性能稳定、体积小、性价比高等特点。与基于传统分离式的ARM芯片+FPGA芯片的数字图像传输系统相比，Zynq平台内部的高速互联结构既简化了系统的搭建，又使嵌入式系统的设计和实现变得更加灵活，同时也有利于提高图像的处理与传输速度。论文充分利用软硬件协同设计技术，以及Zynq平台内部互联总线集成度高、速度快、接口丰富等优势，将数字图像数据的采集、传输、处理等功能集成到Zynq平台，能够满足当前图像传输系统的功能和性能要求。论文在Z

7、ynq平台上设计并实现的数字图像传输系统，可以根据外部输入命令通过USB接口摄像头采集数字图像，实现数据的本地存储和高速处理，并可以通过千兆以太网将数据传送至远程终端。论文对系统的软硬件模块及接口总线进行了合理的设计，简化了系统的设计难度，减少了系统的资源消耗，增加了系统中软硬件的数据交互速度；论文采用USB摄像头进行图像数据采集，为系统提供了稳定可靠的数据来源，有利于系统的维护，提高了系统的通用性；论文在可编程逻辑部分对中值滤波算法进行了改进，改进的中值滤波方法在有效提高图像数据质量的同时也提高了图像的

8、处理速度，降低了系统处理器的利用率，为远程终端对图像数据的进一步处理和使用提供了条件；论文采用千兆以太网技术实现了图像数据的远距离高速传输，有效的提高了数据的传输带宽，满足了数字图像传输系统的发展需求；通过可编程逻辑实现的VGA/HDMI显示模块以及在处理器部分实现的控制软件，使系统具有良好的人机交互界面，也保证系统中各个模块的有序工作。论文对设计、实现的基于Zynq的嵌入式数字图像传输系统进行了长时间的测试验证，实验数据表明