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《基于FPGA的圖像預(yù)處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、工程碩士學(xué)位論文基于FPGA的圖像預(yù)處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)作者姓名蘇天裕工程領(lǐng)域控制工程校內(nèi)指導(dǎo)教師康文雄校外指導(dǎo)教師浦野幸治所在學(xué)院自動化科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2017年10月ResearchandImplementationofImagePreprocessingbasedonFPGAADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：SuTianyuSupervisor：KangWenxiongSouthChinaUniversityofTechnologyGuan
2、gzhou,China分類號：學(xué)校代號：10561學(xué)號：201220208379華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA的圖像預(yù)處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)作者姓名：蘇天裕指導(dǎo)教師姓名、職稱：康文雄、教授申請學(xué)位級別：工程碩士工程領(lǐng)域名稱：控制工程論文形式：?產(chǎn)品研發(fā)?工程設(shè)計√應(yīng)用研究?工程/項目管理?調(diào)研報告研究方向：數(shù)字圖像處理論文提交日期：2017年10月25日論文答辯日期：2018年3月17日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：喬興宏委員：吳玉香、康文雄、戴詩陸、孫宗海摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來，圖像
3、處理技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展的階段，許多行業(yè)開始重視圖像處理技術(shù)的應(yīng)用。目前大多數(shù)的圖像處理技術(shù)實現(xiàn)方案是基于通用型計算機(jī)或DSP，而隨著產(chǎn)品體積、功耗和實時性等方面要求的不斷提升，基于上述方式開發(fā)出來的產(chǎn)品已經(jīng)不能很好的跟上市場需求的腳步。本文先是介紹了實現(xiàn)圖像處理技術(shù)的各種硬件平臺，分析它們各自的優(yōu)缺點。概括性的說明了圖像預(yù)處理技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向。接著對FPGA的硬件結(jié)構(gòu)、軟件開發(fā)環(huán)境與設(shè)計流程進(jìn)行說明。分析實時圖像預(yù)處理算法的結(jié)構(gòu)，結(jié)合FPGA接口靈活、并行計算能力強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)等特性，確立一種以FPGA為核心處理器的低成
4、本的圖像預(yù)處理實現(xiàn)方案。本設(shè)計主要分成圖像采集、圖像存儲、圖像預(yù)處理和圖像顯示四個部分。圖像采集功能由一個CMOS攝像頭模塊完成，該模塊可以將模擬信號的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多種不同格式的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，通過攝像頭模塊SCCB接口設(shè)置攝像頭的工作模式。由于從攝像頭模塊得到的圖像數(shù)據(jù)量十分龐大，F(xiàn)PGA內(nèi)部的儲存器不足以保存如此多的數(shù)據(jù)，需要外部的SDRAM儲存器作為數(shù)據(jù)的緩沖與存儲部件。通過SDRAM控制器，對SDRAM的進(jìn)行初始化等必要操作。實現(xiàn)了多種圖像預(yù)處理算法，包括格式轉(zhuǎn)換、均值濾波、中值濾波、邊緣檢測和形態(tài)學(xué)圖像處理等。最后
5、將圖像數(shù)據(jù)通過DAC轉(zhuǎn)換為模擬信號，輸入到VGA顯示器即可實時觀察圖像處理后的效果。在整個設(shè)計開發(fā)的過程中，采用流水線結(jié)構(gòu)與并行運算來實現(xiàn)各個功能，充分利用FPGA并行處理能力，確保整個設(shè)計具備實時處理的能力。本文需要闡述的重點有2個，一個是FPGA硬件接口設(shè)計，另一個是圖像預(yù)處理算法的FPGA實現(xiàn)。與外部SDRAM的高速通信則是硬件接口設(shè)計的難點，只有保證SDRAM讀寫操作的正確性，才能保證數(shù)據(jù)的正確性。算法的FPGA實現(xiàn)的難點則是算法的拆分與重組，并實現(xiàn)圖像處理算法的并行運算與流水線結(jié)構(gòu)，提高圖像處理速度。本設(shè)計的硬件電
6、路已通過調(diào)試，輸出結(jié)果驗證基于FPGA的圖像預(yù)處理是可行的。關(guān)鍵字：圖像處理；FPGA；實時性；流水線結(jié)構(gòu)IAbstractSincethebeginningofthetwenty-firstCentury,theimageprocessingtechnologyhasenteredastageofrapiddevelopment,andmanyindustrieshavebeguntopayattentiontotheapplicationofimageprocessingtechnology.Atpresent,thei
7、mplementationschemeofthemostoftheimageprocessingtechnologyisbasedonuniversalcomputerorDSP,andwiththeincreasingdemandofvolume,powerconsumptionandreal-timeofproduct,theproductdevelopedinaccordancewiththeabovemethodsalreadycannotkeepupwithmarketdemand.Thispaperfirstly
8、introducesallkindsofhardwareplatformofimageprocessingtechnology,andanalyzestheiradvantagesanddisadvantages,andgenerallydescribesthepresentsituati
