基于FPGA的快速圖像處理系統(tǒng).pdf

1、圖像處理技術(shù)目前在很多領(lǐng)域中有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于基于上位機(jī)的圖像處理系統(tǒng),嵌入式的圖像處理系統(tǒng)在空間可移動(dòng)性和實(shí)時(shí)專(zhuān)用性上有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。嵌入式處理器的飛速發(fā)展,帶來(lái)了新的可編程邏輯器件—FPGA。這種新器件擁有上百萬(wàn)個(gè)門(mén)資源,為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)處理提供了豐富的邏輯資源。此外,由于FPGA的可編程性,用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求定制系統(tǒng)。FPGA已經(jīng)成為了當(dāng)前視頻信號(hào)處理系統(tǒng)中的主流方案之一。
　　本文的主要內(nèi)容是搭建基于 FP

2、GA的“軟核+硬核”的圖像處理系統(tǒng),并在搭建的系統(tǒng)上完成特定的圖像處理任務(wù)。系統(tǒng)主要由圖像數(shù)據(jù)采集模塊、圖像處理模塊以及結(jié)果輸出模塊三部分組成。在硬件設(shè)備上,我們選擇 OV7670攝像頭模塊作為圖像輸入設(shè)備;2.8寸的液晶屏作為結(jié)果輸出設(shè)備;Altera公司的EP2C8Q324C8芯片作為處理器;此外,還需要flash和SDRAM等片外存儲(chǔ)器。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,首先,需要在 FPGA底層使用HDL語(yǔ)言完成攝像頭初始化模塊、攝像頭數(shù)據(jù)采集模塊

3、以及 TFT功能切換模塊的設(shè)計(jì)。然后,利用Quartus II軟件內(nèi)集成的 SOPC Builder工具生成 Nios/II系統(tǒng)。系統(tǒng)添加了NiosII/f高速CPU、CFI_flash控制器、SDRAM控制器以及和底層模塊相連接的PIO口。將生成的NiosII系統(tǒng)和底層的模塊進(jìn)行鏈接,得到基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)。
　　在試驗(yàn)中,首先用 TFT實(shí)時(shí)顯示攝像頭采集到的圖像數(shù)據(jù)驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。之后,分別在上位機(jī)和FPGA系統(tǒng)上實(shí)