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，是人類全面了解世界的重要載體。隨著信息化技術的不斷發(fā)展，視頻系統(tǒng)的應用遍及了我們的生活和工作，如電視會議、可視電話、遠程監(jiān)控、智能交通監(jiān)控等。技術的不斷進步使得實時采集和傳輸圖像數(shù)據(jù)受到廣泛的關注和研究。傳統(tǒng)的圖像采集處理大多基于計算機，存在系統(tǒng)體積大、成本高、攜帶不便等缺點，并不能在缺少有線網(wǎng)絡的地域應用，禁錮了圖像采集處理技術的應用廣度。
　　 通訊技術的快速發(fā)展、無線網(wǎng)絡的發(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)品能廣泛的應用和推廣主要是因為其體積小、成本低、應用靈活方便。目前的無線通信技術在速度和穩(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)點使其在對速度要求不高的通信領域受到廣泛關注，已經(jīng)在智能交通、計算機視覺、通信等領域得到廣泛應用。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架構的系統(tǒng)進行

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、功耗低和可擴展的特點而得到廣泛的應用和研究。因此，本課題也以FPGA+DSP為架構，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，負責圖像采集與部分圖像預處理工作，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)整體設計方案，根據(jù)實現(xiàn)目的分析了系統(tǒng)硬件芯片的性能選擇和處理流程設計思路;其后著重研究了視頻圖像預處理算法，并對已有平滑技術進行改進，提出了基于矩形窗口的中值濾波算法，仿真對比驗證了其可行性，對椒鹽噪聲有很好的抑制效果，其后詳細研究了算法的FPGA硬件實現(xiàn);最后對圖像的常用壓縮變換編碼離散余弦變換算法進行研究和改進，優(yōu)化移植到DSP芯片。
　　 本文設計的視頻圖像處理系統(tǒng)在硬件模塊劃分和算法改進時都充分考慮了FPGA和DS