基于FPGA的图像实时处理系统设计_信息与通信_工程科技_专业资料

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1、基于FPGA的图像实时处理系统设计作者：李杏华刘宁张晶天津大学半导体光电上网日JW：2015年06月120评论[0]分享到：新浪微他qq空间字号:分步阅读关键字：FPGA图像缓存实时处理边缘检测由于现场实时测量的需要，机器视觉技术越来越多地借助硬件来完成，如DSP芯片、专川图像信号处理卡等。但是，DSP做图像处理也面临着由于数据存储与处理栄人，导致处理速度较慢，系统实时性较差的问题。本文将FPGA的IP核内直缓存模块和乒乓读写结构相结合，实现了图像数据的缓存与提取，节省了存储芯片所占用的片上空间，并且利用图

2、像预处理重复率高，但算法相对简单的特点和FPGA数据并行处理，结合流水线的结构，大大缩短了图像预处理的时间，解决了图像处理实时性差的问题。1系统架构和流程简介本系统采用了FPGA与DSP相结合的架构，综合了各自的优点，使系统满足实时性要求的同时，乂可以在后续任务中完成复杂算法的处理。系统的整体架构如图1所示。系统上电后，CCD相机向AD转换芯）TVP5150输入PAL制式模拟图像信号，TVP5150将模拟信号转换成数字信号后，以ITU-RBT656格式传输到FPGA,FPGA对采集到的ITU-RBT656

3、格式的图像数据去消隐化后进行预处理，处理完Z后传输到DM642的VP0口，VP0以8位RAW格式接收图像数据，并通过EDMA通道存储到连接在EMIFA接口上的SDRAM中。经过DSP的图像处理后，将SDRAM中的图像数据以ITU-RBT656的格式经DM642的VP2口传输到DA芯片SAA7121,然后SAA7121进行DA转换后，将PAL制式的模拟信号输出到LCD显示器上显示。需要说明的是，TVP5150和SAA7121通过DM642的I2C总线接口配置。基于FPGA的图像实时处理系统设计作者：李杏华刘宁

4、张晶天津大学半导体光电上网日JW：2015年06月120评论[0]分享到：新浪微他qq空间字号:分步阅读关键字：FPGA图像缓存实时处理边缘检测由于现场实时测量的需要，机器视觉技术越来越多地借助硬件来完成，如DSP芯片、专川图像信号处理卡等。但是，DSP做图像处理也面临着由于数据存储与处理栄人，导致处理速度较慢，系统实时性较差的问题。本文将FPGA的IP核内直缓存模块和乒乓读写结构相结合，实现了图像数据的缓存与提取，节省了存储芯片所占用的片上空间，并且利用图像预处理重复率高，但算法相对简单的特点和FPGA数

5、据并行处理，结合流水线的结构，大大缩短了图像预处理的时间，解决了图像处理实时性差的问题。1系统架构和流程简介本系统采用了FPGA与DSP相结合的架构，综合了各自的优点，使系统满足实时性要求的同时，乂可以在后续任务中完成复杂算法的处理。系统的整体架构如图1所示。系统上电后，CCD相机向AD转换芯）TVP5150输入PAL制式模拟图像信号，TVP5150将模拟信号转换成数字信号后，以ITU-RBT656格式传输到FPGA,FPGA对采集到的ITU-RBT656格式的图像数据去消隐化后进行预处理，处理完Z后传输

6、到DM642的VP0口，VP0以8位RAW格式接收图像数据，并通过EDMA通道存储到连接在EMIFA接口上的SDRAM中。经过DSP的图像处理后，将SDRAM中的图像数据以ITU-RBT656的格式经DM642的VP2口传输到DA芯片SAA7121,然后SAA7121进行DA转换后，将PAL制式的模拟信号输出到LCD显示器上显示。需要说明的是，TVP5150和SAA7121通过DM642的I2C总线接口配置。2FPGA图像缓存与处理由于该系统利用FPGA并行性和高速性来缩减图像预处理的时间，因此，FPGA的

7、图像缓存和预处理环节直接影响到系统的实时性，是整个系统的核心部分，也是木文所要介绍的重点。根据图像预处理的需求和FPGA内部各模块功能的不同，将其分为4个部分:去消隐化、滤波、阈值分割和边缘提取。2.1去消隐化FPGA接收TVP5150传输的数字信号为ITURBT656格式,该格式除了传输4：2：2的YCbCr视频数据流外，还包含行、列消隐信号。因此需耍将行列消隐信号剔除掉，以便后期进行图像预处理。根据BT656的固有结构，编写了Verilog硕件语言程序，用于提取BT656中的720x576个像素点的冇效

8、视频数据，由于图像处理过程只需要检测亮度信号（丫分量），因此同时舍去各像素点的色度信号（Cb、Cr分量），仅保留亮度信号作为图像有效数据。在去消隐化过程中,每行起始状态里，检测输入8位数据，如果连续3个输入信号满足FF、00、00结构，则跳入F—个状态，判断下一个8位输入XY信号，是否为有效图像标志信号（80标志该行为偶场图像数据，C7标志该行为奇场图像数据），若判断是，则计数器计数，并采集计数器为偶数时的数据（