基于fpga的实时图像边缘检测系统的研究

《基于fpga的实时图像边缘检测系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于FPGA的实时图像边缘检测系统的研究摘要随着集成电路技术的高速发展，单芯片图像处理成为目前的研究开发热点之一。FPGA结合了微电子技术、电路技术、EDA技术，使设计者可以集中精力进行系统逻辑功能的设计，缩短了设计周期，提高了设计质量。本论文基于Altera公司Cyclonell系列的FPGA芯片，研究并实现实时图像边缘检测的单芯片系统。系统的整个设计过程是在QuartusII以及DE1等软硬件环境下完成的，内容主要包括系统结构的分析以及各模块的设计、仿真以及系统在硬件上的验证。其中详细论述了乒乓操作在本系统中的实现方式，

2、通过VHDL实现了摄像头驱动、视频数据流的格式化、FIFO.的读写操作、亮度数据的处理、•边缘数据的处理以及液晶显示驱动等若干模块。和传统通过软件以及处理器实现图像处理不同，论文完全基于硬件来实现，包括进行亮度计算以及边缘检测的处理机，有效的节约了系统资源，为今后的单芯片处理系统设计打下了坚实的理论与实践基础。为了满足系统对实时性的要求，在系统体系结构中采用了乒乓读写操作方式，处理器采用了多级流水线的结构。理论的分析和实验结果表明，系统的体系结构适合于实时图像数据的处理，其中乒乓读写双口RAM的处理方式以及处理器中的多级流水

3、线结构可以作为后续设计实时图像处理系统的通用方法。关键词：FPGA、实时图像处理、多级流水线、乒乓操作IAbstractWiththerapiddevelopmentofintegratedcircuittechnology,single-chipimageprocessinghasbecomeoneofthecurrentresearchfocus.TheFPGAthathasbecomewidelyusedinresearchanddesigncombinesmicroelectronictechnology,circu

4、ittechnologyandtheEDAtechnology,sothatthedesignerscanconcentrateonthelogicfunctiondesign,shortenthedesigncycleandimprovethedesignquality.Theworkofthepaperistoresearchandachievethesingle-chipofreal-timeedgedetectionbasedonAltera'sCyclonellseriesFPGAchips.Thewholepro

5、cessoftheresearchanddesigniscompletedintheenvironmentQuartusIIandDEIandsoon.Thesisisthefocusofthesystemarchitectureanddesignofthesimulationmodule,inwhichadetailedanalysisoftheping-pongoperationofthesysteminways,implementthecameradriven,videodatastreamformat,FIFO'sr

6、eadandwriteoperations,dataprocessingbrightness,edgedataprocessingandsoon.Differentfromthetraditionalprocessingthatusethesoftwareandthegeneral-purposeprocessor,thedesignisbasedonthehardwaretoachieve,includingthecalculationofthebrightnessandtheedgedatasothatwecansave

7、sagreatresourceoverhead.Inordertomeetthesystemrequirementsforreal-time,thesystemisworkingontheping-pongoperationmodeandtheprocessorshavemulti-pipeline.Theoreticalanalysisandtheresultsshowthatthesystemarchitectureisverysuitableforreal-timeimagedataprocessing,includi

8、ngreadandwritedual-portramapproachofping-pongoperationmodeaswellasthemulti-pipelineprocessorcanbeageneralmethodsofafollow-upreal-timeimageprocess