基于SOPC的實時圖像處理系統(tǒng)的設計.pdf

1、可編程嵌入式技術是目前國內外在電子信息領域的研究熱點，其中基于可編程片上系統(tǒng)的SOPC技術是其中的關鍵技術，它將并行計算和并行結構集于一身，能夠以極快的速度實時地完成圖像處理任務。本文對比分析了各種圖像采集和處理方案的原理和特點，提出一種FPGA內嵌NiosII軟核處理器的圖像采集處理系統(tǒng)的設計方案，詳細論述了圖像采集處理系統(tǒng)硬件電路的設計方法。應用SOPC技術來探索實時圖像處理和視覺計算以及解決當前圖像處理領域存在的問題有著重要意義。

2、 本文針對以下三個方面進行研究并取得一定的成果： (一)高速圖像處理硬件解決方案的研究通過分析現(xiàn)有的幾種實現(xiàn)高速圖像處理的方法的優(yōu)缺點，得出利用SOPC進行圖像處理在處理速度和開發(fā)周期方面具有優(yōu)勢的結論，提出了基于SOPC技術的高速圖像處理系統(tǒng)的方案，并構建了其硬件平臺。 (二)基于SOPC的圖像處理的研究分析圖像處理的特點及其基本的方法，初步研究了基于SOPC的圖像低層次處理的硬件化方法的實現(xiàn)。對數(shù)字圖像濾波方

3、法進行了對比分析和優(yōu)化，由FPGA實現(xiàn)了快速中值濾波算法；分析了利用Sobel算子和系統(tǒng)級并行流水線進行圖像邊緣檢測的硬件電路設計的優(yōu)點及可行性；采用基于系統(tǒng)級流水線的濾波器設計方法，用以優(yōu)化平衡性能要求和設計大小的實際限制。由于采用的都是基本算術邏輯運算，完全能夠保證處理的實時性。 (三)硬件系統(tǒng)平臺的搭建利用QuartusII軟件設計整個系統(tǒng)的電路，通過VHDL硬件編程實現(xiàn)了對圖像傳感器CCD、AD模數(shù)轉換器等的控制，完成了