基于可重構(gòu)處理器的視覺信息預(yù)處理子系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)和數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展,標(biāo)清、高清甚至超高清視頻迅速得到普及。在帶來更清晰的畫質(zhì)和視覺享受的同時(shí),視覺信息處理中的數(shù)據(jù)量及運(yùn)算復(fù)雜度也急劇上升?？芍貥?gòu)處理器相對于傳統(tǒng)處理器能夠達(dá)到更高的計(jì)算功率效率,從而有效解決以上問題,成為視覺信息處理領(lǐng)域中的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　本文介紹了基于可重構(gòu)處理器的視覺信息處理系統(tǒng)的整體架構(gòu),研究分析了預(yù)處理子系統(tǒng)各模塊的功能以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。然后設(shè)計(jì)了預(yù)處理子系統(tǒng)的各個(gè)模塊電路:通過S

2、CCB總線對圖像傳感器內(nèi)寄存器進(jìn)行配置,使傳感器輸出指定大小、格式的視頻數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)了中值濾波電路,減小數(shù)字圖像在傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲,降低圖像噪聲對角點(diǎn)檢測、圖像拼接等高級(jí)算法的影響;設(shè)計(jì)了 DDR讀寫控制電路,使圖像數(shù)據(jù)在DDR中實(shí)現(xiàn)幀緩存;為實(shí)現(xiàn)視覺信息預(yù)處理子系統(tǒng)與可重構(gòu)處理器之間的通信,定義了兩者之間的通信協(xié)議,并設(shè)計(jì)了預(yù)處理子系統(tǒng)與可重構(gòu)處理器的接口電路;利用Microblaze處理器核作為主控制器,通過PLB總線完成系統(tǒng)初始

3、化,制式校驗(yàn),功能選擇,數(shù)據(jù)調(diào)度等任務(wù)。此外,本文提出了一種基于圖像邊緣提取的開關(guān)加權(quán)矢量濾波算法,該算法在彩色圖像的降噪處理過程中,能夠有效的保護(hù)圖像細(xì)節(jié)。
　　本文設(shè)計(jì)的各模塊電路在Modelsim下進(jìn)行的功能仿真,并在Xilinx FPGA開發(fā)平臺(tái)Virtex-5 XUPV5 LX110T上進(jìn)行了驗(yàn)證。采用OmmiVision公司的圖像傳感器芯片OV2640作為預(yù)處理子系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明預(yù)處理子系統(tǒng)能夠正確接收圖