基于FPGA的圖像融合系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、雖然圖像融合已經(jīng)成為近年來研究的熱點,但是國內(nèi)外對圖像融合技術(shù)的研究還不夠深入和系統(tǒng),目前尚未形成完整和統(tǒng)一的理論框架。為此,結(jié)合圖像融合的基本理論和FPGA的設(shè)計方法,對現(xiàn)有的實現(xiàn)圖像處理的幾種硬件模式進行分析,提出以FPGA作為核心器件來構(gòu)建圖像融合系統(tǒng)的設(shè)計思路?？梢姽鈧鞲衅骱图t外熱像儀分別采集可見光和紅外視頻圖像信號,經(jīng)視頻線送至ADV7180芯片后解碼為符合BT.656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號,采用Verilog硬件描述語言和Qua

2、rtusⅡ自帶的宏模塊完成各模塊的邏輯設(shè)計和時序控制,在FPGA內(nèi)實現(xiàn)簡單的像素級圖像融合算法,并通過實驗驗證了系統(tǒng)設(shè)計的正確性。
　　 整個系統(tǒng)可劃分為初始化模塊、視頻采集模塊、色彩空間轉(zhuǎn)換模塊、圖像存儲模塊、圖像融合模塊以及圖像顯示模塊。初始化模塊通過設(shè)計I2C總線控制器來完成對ADV7180芯片的寄存器配置；視頻采集模塊根據(jù)ADV7180中PAL制和NTSC制的不同時序分別設(shè)計了PAL制和NTSC制視頻檢測模塊,并根據(jù)BT

3、.656視頻標(biāo)準(zhǔn)完成了視頻解碼模塊的設(shè)計；色彩空間轉(zhuǎn)換模塊將輸出的YCbCr數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成了適合圖像處理的RGB數(shù)據(jù)；圖像存儲模塊利用FPGA內(nèi)嵌的RAM塊來設(shè)計四個FIFO緩存器,并在此基礎(chǔ)上完成了SDRAM控制器的設(shè)計,將其模擬成了一個具有四端口的可讀可寫的存儲器件,從而實現(xiàn)了圖像RGB數(shù)據(jù)的存儲和圖像幀的緩沖；圖像融合模塊以灰度值加權(quán)平均融合算法為例,提出了實現(xiàn)該算法的思路和時序優(yōu)化方法,并給出了優(yōu)化前和優(yōu)化后的FPGA的電路原理圖；