高速图像处理算法研究与实现

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1、高速图像处理算法研究与实现2013付涛硕士电子与通信工程姚远程教授ClassifiedIndex:TN92U.D.C:654.1SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchandImplementationofHigh-speedImageProcessingAlgorithmGrade:2013Candidate:FuTaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:Electroni

2、candCommunicationEngineeringSupervisor:YaoYuanCheng,ProfessorMay.30th,2016独创性声明ｆ进行的研巧工作及取得本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导注，论文中和致谢的地方外的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标＾包含为获得西南科技大学或包含其他人己经发巧或撰写过的研巧成栗？也不过的材料一同工作的同志对本研巧其它教育机构的学位或证书而巧用。与找意。所做的任何巧献均己在论文中作Ｔ明确的说明并表示了谢曰期：八签名：个ｆ為戶本６

3、句关于论文使用和授权的说明关保留，即；学校本人完全了解西南科技大学有、使用学位论文的规定阅和借阔；学校可＇＾公布该论有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查。、文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文解密后应遵守此规定）（保密的学位论文在．＊签名：作鴻导师签名曰期６＾西南科技大学硕士研究生论文第I页摘要随着高分辨率、高帧率数字相机的广泛应用，高速图像处理技术日益重要，对此，本文围绕高速图像处理算法及其硬件实现展开了深入研究。本文以CameraLink接口最高传输速率

4、850MB/s为设计目标，基本要求为2352*1728个像素点，60fps，对图像的处理主要包括二值化、中值滤波、边缘提取以及缩放等。本文首先对并行流水线的概念、性能及其FPGA实现思路做了详细讨论；接着借助MATLAB平台，通过理论仿真分析，从工程实现难易程度、抗噪性能以及硬件实现成本等各个方面综合考虑，选择Sobel算法对图像进行边缘提取；然后结合并行流水线设计结构，对各个图像处理过程做了展开处理，并借助SystemGenerator软件进行软硬件协同仿真，验证了设计思路的正确性；最后，将各个模块通过Veril

5、ogHDL语言编程，在硬件平台上实现高速图像的处理。本文将传统图像处理算法与并行流水算法相结合，在CameraLink接口Medium模式下，除高速I/O时钟和CameraLink接口时钟外，所有程序均由80MHz时钟驱动，完全足以处理CameraLink接口所传输的高速图像数据，且总体所占FPGA资源没有超过60%，满足项目各项设计指标，在逻辑资源和内存带宽足够的情况下，还可以更多路的合理并行展开，从而获得更高的图像数据处理能力，针对CoaXPress等高速接口，均可按照本文的设计思路，实现高速图像数据的实时处理

6、。关键词：高速图像处理并行流水线FPGA西南科技大学硕士研究生论文第II页AbstractAsthewideapplicationofdigitalcamerawithhighresolutionandframerate,thehighspeedimageprocessingtechnologyisbecomingincreasinglyimportant.Thispaperfocusesontheresearchabouthighspeedimageprocessingalgorithmanditshardwar

7、erealization.Thispaperresearchestheimagebinarization,medianfiltering,edgeextractionandimagescalingandsoon,wherethehighesttransmissionrateofCameraLinkinterfacecanreach850MB/s,resolutionratiois2352*1728andframerateis60fps.Firstly,throughitdiscussestheconcept,per

8、formanceandFPGAimplementationmethodabouttheparallelpipeliningalgorithm.Secondly,afterdoingsimulationwithMATLABandconsideringprojectdifficulty,anti-noiseperformanceandhardwarecost,t