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基于FPGA的图像处理系统

龚剑  
【摘要】: 图像处理技术是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。目前,数字图像处理技术被广泛应用于航空航体、通信、医学及工业生产领域中。图像处理系统的硬件实现一般来讲有三种方式:专用的图像处理器件主要有专用集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(Digital Signal Process)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中,低层的图像预处理的数据量很大,要求处理速度快,但运算结果相对比较简单。相对于其他两种系统,基于FPGA的图像处理系统非常合适用于图像的预处理。 本文设计了一种基于FPGA的图像处理系统。它的主要功能有:对摄像头送来的视频数据进行采集,并把它数字化;实现中值滤波和边缘检测这两种图像增强算法;将数字视频信号转换为模拟信号。 图像处理系统由主处理器单元、图像编码单元和图像解码单元三部分组成。FPGA作为整个系统的核心器件,不仅要模拟出I2C总线协议,完成视频解码芯片和编码芯片的初始化;还要对视频流同步信号提取,实现图像采集控制,并将图像信号存储在SRAM中;图像增强算法也是在FPGA中实现。采用PHILIPS公司的专用视频解码芯片SAA7111A将模拟视频转化数字视频;视频编码芯片SAA7121完成数字视频到模拟视频的转化。


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