基于DSP+FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)研究.pdf

1、信息具有直觀性、可靠性等特點(diǎn)，是人類全面了解世界的重要載體。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻系統(tǒng)的應(yīng)用遍及了我們的生活和工作，如電視會議、可視電話、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能交通監(jiān)控等。技術(shù)的不斷進(jìn)步使得實(shí)時(shí)采集和傳輸圖像數(shù)據(jù)受到廣泛的關(guān)注和研究。傳統(tǒng)的圖像采集處理大多基于計(jì)算機(jī)，存在系統(tǒng)體積大、成本高、攜帶不便等缺點(diǎn)，并不能在缺少有線網(wǎng)絡(luò)的地域應(yīng)用，禁錮了圖像采集處理技術(shù)的應(yīng)用廣度。
　　 通訊技術(shù)的快速發(fā)展、無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和推廣，使人們對

2、圖像信息的無線傳輸需求也與日俱增。嵌入式產(chǎn)品能廣泛的應(yīng)用和推廣主要是因?yàn)槠潴w積小、成本低、應(yīng)用靈活方便。目前的無線通信技術(shù)在速度和穩(wěn)定性方面雖然不能同有線通信相媲美，但其安裝方便靈活的優(yōu)點(diǎn)使其在對速度要求不高的通信領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，已經(jīng)在智能交通、計(jì)算機(jī)視覺、通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)以FPGA為控制器，擬通過2.4GHz無線通信模塊完成圖像的傳輸。
　　 在近幾年的視頻圖像處理系統(tǒng)研究中，采用FPGA+DSP架構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行

3、圖像采集處理逐漸成為一種趨勢。社會生活對嵌入式系統(tǒng)的需求也使得FPGA和DSP兩芯片因其體積小、功耗低和可擴(kuò)展的特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用和研究。因此，本課題也以FPGA+DSP為架構(gòu)，研究基于FPGA+DSP的視頻圖像處理系統(tǒng)，采用DSP作為主處理器，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的核心算法處理，采用FPGA作為輔助處理器，負(fù)責(zé)圖像采集與部分圖像預(yù)處理工作，以及與DSP芯片的數(shù)據(jù)通信。
　　 論文通過研究和參照當(dāng)前的圖像處理系統(tǒng)發(fā)展方向，確定了本課題

4、的系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)現(xiàn)目的分析了系統(tǒng)硬件芯片的性能選擇和處理流程設(shè)計(jì)思路;其后著重研究了視頻圖像預(yù)處理算法，并對已有平滑技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于矩形窗口的中值濾波算法，仿真對比驗(yàn)證了其可行性，對椒鹽噪聲有很好的抑制效果，其后詳細(xì)研究了算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn);最后對圖像的常用壓縮變換編碼離散余弦變換算法進(jìn)行研究和改進(jìn)，優(yōu)化移植到DSP芯片。
　　 本文設(shè)計(jì)的視頻圖像處理系統(tǒng)在硬件模塊劃分和算法改進(jìn)時(shí)都充分考慮了FPGA和DS