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基于FPGA的实时图像处理系统

韩烨  
【摘要】:随着计算机技术的飞速发展,实时图像处理系统现在朝着高速、高清晰度、高集成化、高可靠性方向改进。鉴于软件处理系统在实时性和速度上的不足,用硬件来实现图像处理算法正逐渐成为研究热点。可编程逻辑门阵列(FPGA)是当今运用较为广泛的可编程逻辑器件,具有速度快、可移植性强的特点,非常适合算法简单而数据量大的图像前期预处理。 本文提出了一种实时图像处理系统结构,包括四个处理模块:自动曝光控制模块,颜色插值模块,自动饱和度调整模块,色度空间转换模块。该系统可实时处理CMOS传感器输出的Bayer格式图像,对图像的亮度和饱和度进行调整以获得较好的图像,最后按照YCbCr格式输出图像。本文采用FPGA平台实现,对原始的图像处理算法进行分析改进,考虑硬件资源的合理利用,采用模块化设计思想和流水线技术,从而提高实时图像处理系统的处理速度。本系统先通过PC端Modelsim软件进行功能仿真,仿真正确后在硬件平台上验证,证明本文提出的系统具有较好的性能和处理速度。


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