基于FPGA的高速圖像采集與預(yù)處理技術(shù)的研究.pdf

1、基于輻射測(cè)溫技術(shù)的熱軋板坯表面溫度測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵在于高速、準(zhǔn)確地得到熱軋板坯表面圖像。然而，傳統(tǒng)基于PC機(jī)的圖像采集和處理系統(tǒng)受到PC機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，難以兼得高速性和準(zhǔn)確性，為此，本文提出了一種基于FPGA的高速圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)把根據(jù)熱軋廠現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提出的小波閾值消噪處理算法前移至FPGA中進(jìn)行，既實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜處理算法保證了圖像的準(zhǔn)確性，又不影響圖像的采集和處理的速度。
　　本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用一種主從FPGA結(jié)構(gòu)，與上位機(jī)的傳

2、輸接口選用PCI接口，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和接口選擇既保證了實(shí)現(xiàn)高速圖像采集、處理和傳輸?shù)目尚行?，又使采集卡可根?jù)需求靈活修改圖像預(yù)處理算法。根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了器件選型和硬件電路原理圖、PCB圖設(shè)計(jì)，此外，本文給出了詳細(xì)的硬件電路調(diào)試步驟和調(diào)試時(shí)所遇到問題的總結(jié)。
　　系統(tǒng)的軟件部分分成如下四個(gè)部分進(jìn)行說明:FPGA控制模塊、PCI驅(qū)動(dòng)程序、Windows應(yīng)用程序和圖像預(yù)處理算法模塊。其中，F(xiàn)PGA控制模塊詳細(xì)介紹了視頻解碼模塊

3、、SDRAM控制模塊和PCI接口模塊的程序設(shè)計(jì)方法;設(shè)計(jì)的PCI驅(qū)動(dòng)程序和Windows應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)采集卡和上位機(jī)之間的通信。圖像預(yù)處理算法模塊詳細(xì)介紹了基于FPGA的5/3提升小波閾值消噪算法的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行5/3提升小波分解算法設(shè)計(jì)時(shí)，提出了一種使用模塊復(fù)用技巧節(jié)省算法消耗資源的方法。此外，本文還提出了一種基于Z變換的離散時(shí)間系統(tǒng)建模方法，該方法能大大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
　　本文最后對(duì)設(shè)計(jì)的圖像采集和處理系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證和總