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《基于fpga的高速圖像處理系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)2008年6月第22卷第3期裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報JoumalofAcademyofAmoredForceEn百nee^ngJun．2008V01．22No．3文章編號：1672-1497(2008)03．0054一05基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)設(shè)計李勇許軍張新喜邢紅濤(裝甲兵工程學(xué)院控制丁程系，北京100072)摘要：針對坦克圖像處理中存在的系統(tǒng)集成度不高、處理速度較慢等問題，設(shè)計了一種基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在FPGA上配置NiosII軟核處理器以及圖像采集、處理和顯示等功能模塊來實現(xiàn)其主要硬件電路，并結(jié)合
2、系統(tǒng)的軟件設(shè)計實現(xiàn)了多路圖像信號的采集以及圖像的放大／縮小、裁剪和疊加顯示等功能。由于采用了可編程芯片和并行處理技術(shù)，該系統(tǒng)具有集成度高、維修性好、圖像處理速度快和實時性強等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：坦克；圖像處理；FPGA；NiosIIcPu中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADesignofHigh-speedImageProcessingSystemBasedonFPGALIYongXUJunZHANGXin—xiXINGHong·tao(DepaItmentofControlEngineering，AcademyofA腫oredForceE
3、n舀neering，Be埒ing100072，ChiM)Abstract：Aimingatthepmblemssuchaslowsysteminte鏟“on，slowprocessingmteexistinginimageprocessingintank，ahigh—speedimagepmcessingsystemisdesigned．Thesystemrealizesacquisition，magnification／reduction，clippingandsupe叩ositionofseVeralimagesbyconfigur
4、ingNiosIIsoftcoreCPUandfhnctionmodulessuchasimageacquisition，processinganddisplaytoconstmctmainhardwareonaFPGAchipandbydesigningofsystemsoftware．Byusingprogmmmablechipsandparallelprocess—ingtechnology，thesystemhastheadvantagesofhighintegration，goodmaintenance，quickimagep
5、ro—cessingspeedandstrongreal-timecapability．Keywords：tank；imageprocessing；FPGA；NiosIICPU目前，坦克車載計算機需要突破的主要問題有2個：¨j一是為提高集成度，在采用低功耗POWER·PCcPu的條件下，需設(shè)計研制能將圖像采集和圖像顯示功能融合為一體的插卡；二是為配合視頻圖像、熱像儀的廣泛應(yīng)用，以及電子綜合化進(jìn)一步的發(fā)展，需要設(shè)計高速的圖像處理卡。針對以上2大問題，筆者設(shè)計了一種基于FP-GA的高速圖像處理系統(tǒng)，實現(xiàn)多路圖像信息疊加功能。該系統(tǒng)將圖像采集
6、、處理和顯示等功能集成在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)，減少了外圍電路，提高了系統(tǒng)的性能。同時，各路圖像信息并行處理，處理速度和實時性都得到較大提高。收稿日期：2008．0l一03作者簡介：李勇(1983一)，男，湖南瀏陽人，碩士研究生1系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)主要由NiosII軟核處理器、圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像顯示模塊以及通用的外設(shè)接口等組成，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)中集成了Altera公司開發(fā)的軟核CPU、sDRAM控制器以及通用輸Ⅳ輸出接口等，作為系統(tǒng)主要部分的圖像采集、處理和顯示模塊則是筆者自定義的專用接口模塊。系統(tǒng)中各個模塊通過A
7、valon總線互聯(lián)，在NIOSIICPU的協(xié)調(diào)下工作。整個系統(tǒng)除外圍的視頻解碼芯片、視頻DA轉(zhuǎn)換芯片、存儲器和鍵盤外，其余全部集成在一塊FP—萬方數(shù)據(jù)第3期李勇等：基于FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)設(shè)計55圖l系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖GA芯片上。系統(tǒng)的處理過程是：由12C配置的視頻解碼芯片對攝像頭輸出的模擬視頻信號進(jìn)行解碼，并傳輸給圖像采集模塊。采集模塊對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行去交織處理，將隔行采集的數(shù)據(jù)逐行存儲到SDRAM顯存中。圖像處理模塊中定義了多個DMA通道，分別對每路圖像進(jìn)行縮小、放大、截圖等處理，然后將處理后的各路信號進(jìn)行疊加，輸
8、出給顯示模塊。顯示模塊產(chǎn)生顯示器行列掃描時序信號，并將圖像信息輸出給DA轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成模擬信號在顯示器上顯示。系統(tǒng)的各個功能模塊在統(tǒng)一的時鐘驅(qū)動下并行工作，并受NiosIIcPu控制，另外，用戶也可以通過鍵
