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时间:2019-03-03
《基于fpga的声纳图像处理卡的设计与实现》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、『IIIIIplllllllllllllllllllllllplllllllllrfr14『Y1437075分类号:UDC:工学硕士学位论文密级:编号:基于FPGA的声纳图像处理卡的设计与实现硕士研究生:王广新指导教疖:卞红雨教授学位级别:工学硕士学科专业:信号与信息处理所在单位:水声工程学院论文提交日期:2009年2月论文答辩日期:2009年3月学位授予单位:哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要近年来,随着声纳技术的发展和硬件处理能力的提高,声纳数据——尤其是声纳图像数据处理的运算量愈发增加,一个图像预处理硬件模
2、块可以很大程度上减轻主机处理器的运算负担。本文提出了一个声纳图像处理板的解决方案,它具有运算效率高、通用性好等特点。一个声纳系统的图像处理板承担着从数据采集设备接收图像数据,对这些数据进行预处理,并上传至主机磁盘存储的任务。这一任务可细化为三大功能模块,也是本文的主要研究工作三部分:载体——图像处理板的硬件系统设计,接口——PCI设备的驱动和接口程序设计,处理——图像预处理算法在FPGA上的实现。硬件系统方案选取FPGA作为主处理器,职责是完成该图像处理卡所承担的全部图像处理运算以及存储器、外围接口等的控制任务。针对图像声
3、纳系统数据率高的特点,硬件同上端PC机的接口采用了PCI局部总线设计,此外还在处理板上设置了两片SDRAM,以乒乓操作的形式保证了图像数据流的连续、实时性。本文开发了PCI设备在Windows操作系统环境下的驱动程序和应用接口程序,采用了DMA传输方式保证了数据传输的速度和可靠性,实现了人机交互和对板卡的控制操作功能。本文还讨论了图像预处理所涉及到的主要算法及其运算特点,并在FPGA实现了开闭处理和中值滤波这两种具有代表性的算法。通过与PC机的比较显示出FPGA在图像预处理中的优越性。关键词:图像声纳;图像处理;FPGA;
4、PCI啥尔滨t程大学硕士学链论文ABSTRACTAlongwiththeimprovementofthesonartechnologyandhardwareprocessingcapacityinrecentyears,thecalculationofsonardata,especiallysonarimagedataisgrowingquickly,animagepreprocessingmodulecaneffectivelysharetheburdenoftheCPU’S.Asolutionofsonarimagep
5、rocessingboardwithgoodcomputingefficiencyandgeneralityisprovidedinthispaper.Thetasksoftheimageprocessingboardinsonarsystemincludereceivingandpreprocessingimagedatafromdatacollectingdevice,uploadtostorageinterface,etc.Thesetaskscanbedividedintothreepanswhicharealso
6、thethreeaspectsdiscussedinthispaper:carriermhardwarecomponentofimageprocessingmodule,interface--driverandapplicationprogram,processin—heimagepreprocessingalgorithmsimplementationonFPGAprocessor。FPGA,asthecoreprocessingunit,functionsnotonlyastheimageprocessor,butal
7、soasthestorage&VOportcontroller。Consideringthehighdataratecharacteristics,theprocessingmoduleinterfaceswithPCbyPCIbus,there’retwoSDRAMstoguaranteetheconsistencyandreal—timecommunicationofthedatastream.Asystemdriverandaninterfaceapplicationprogramaredeveloped,withD
8、MAtransmission,theefficiencyandreliabilityareensured,human·computerinteractionisalsoimplemented.Inthispaper,somecommonalgorithmsinimagepreprocessingandc
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