MATLAB图像和视频处理教程.pdf

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1、使用DSP和FPGA进行图像和视频处理徐正高高级应用工程师MathWorks日程简介定点实现DSP使用DSP面临的挑战FPGA使用FPGA面临的挑战实例使用DSP做车道检测使用FPGA做边缘检测验证2嵌入式设计面临的挑战视频有很大的计算量需求实时和并行需求嵌入式实现需考虑因素功耗,性能,尺寸,和成本目标硬件:RISC,DSP,FPGA,等.浮点数据类型到定点转换测试和验证3在DSP和FPGA上实现MathWorksModelingEnvironmentMATLABSimulinkBlocksetsFixed-PointModeling产生代

2、码验证迭代EmbeddedIDELinkandEDASimulatorLinkProductsThird-PartyIntegratedDevelopmentEnvironmentsDSP/HardwareDesignDSPDevelopmentFPGAToolsEnvironments4算法开发嵌入式设计的最大影响剖析工具MATLABProfiler和SimulinkProfiler边缘检测(3x3滤波器)直接插值法NNMM~9*M*N可分开滤波器NNNMM~3*M*NM~6*M*N5Simulink动态系统建模、仿真、分析平台数字、模拟、混合信号系统，支持

3、定点和浮点算法和系统级设计、实现、测试和验证面向各种应用的专业库基于模型的设计基础产生针对FPGA和DSP优化的代码与第三方建模工具、IDE、测试系统互联的开放式构架7VideoandImageProcessingBlockset设计和仿真视频和图像处理系统图像分析和增强几何变换形态操作图像统计滤波和变换字幕和图形浮点和定点支持8EmbeddedMATLAB用于DSP和FPGAvariable-sizeddataJavaarraysobjectsfunctionsstructvisualizationEmbeddedMATLABnumericcomp

4、lexanalysissparsefixedpointnestedfunctionscellarrays9在DSP和FPGA上实现MathWorksModelingEnvironmentMATLABSimulinkBlocksetsFixed-PointModelingThird-PartyIntegratedDevelopmentEnvironmentsDSP/HardwareDesignDSPDevelopmentFPGAToolsEnvironments10定点建模是什么?数值的有限比特位的二进制表示有确定小数位的有限字长算数对机器优化,对人编程困难11定点建模

5、挑战字长,小数点长度,算法长度量化误差类型溢出:数值超过定点数据类型能够表达的范围下溢出:小数点位不够精确表达数值取舍考虑FPGA:尺寸,功耗,数值精确度DSP:精确度,速度,价格12定点建模Fixed-PointToolbox在MATLAB里做定点算法定义定点属性,如:取舍、定标、溢出处理方法使用EmbeddedMATLAB代码，加快定点仿真SimulinkFixedPoint采用Fixed-PointAdvisor把模型转成定点采用Fixed-PointTool，自动按最大精度和范围定标变换参数，观察不同取舍、定标、溢出处理方法的影响13D

6、SP是什么?数字信号处理器专用CPU(实时)加强的数学计算浮点和定点处理器典型应用通信数字电视控制系统主要厂商TexasInstrumentsAnalogDevices14DSP设计挑战代码优化存储器使用处理器负载与外设交互检查设计缺陷代码重用系统开发定点优化15DSP示例车道检测道路源中检测车道挑战:代码优化自动代码产生将模型在TI板卡上实现自动代码产生设置产生代码16DSP示例车道检测代码优化存储器使用最快:片上存储最慢:外部存储器直接存储器存取(DMA)GetdatafromWritedatatoexter

7、nalProcessProcessexternalmemorymemoryDMADMAProcessProcessProcessProcesscallscallsDMADMAmovesmovesdatadata17DSP示例车道检测采用Simulink工具优化修改EmbeddedMATLAB代码,按行优先操作使用TI优化代码面向TIDSP板卡库产生代码18FPGA是什么?现场可编程门阵列可定制逻辑高度并行算法典型应用通信数字电视图像技术ASIC原型主要厂商XilinxAltera19FPGA设