基于多處理單元的數字圖像處理電路的研究.pdf

1、數字圖像處理是近幾十年來蓬勃發(fā)展起來的一門先進技術，其含義就是利用數字計算機對圖像進行加工處理，以得到某些預期的效果，或從圖像中提取某些有用的信息。數字圖像處理技術自出現(xiàn)以來，發(fā)展非常迅速，目前已經成為工程學、計算機科學、信息科學等眾多領域學習和研究的對象。它的發(fā)展和應用給人類帶來了巨大的經濟和社會效益。數字圖像最主要的特點是圖像信息量大，因此圖像處理最主要的一個因素也就是處理的速度問題?，F(xiàn)在已經有多種比較成功的圖像處理技術，涉及DSP

2、、FPGA和ARM等多個方面，但是由于各種硬件所固有的優(yōu)缺點，這些技術在處理上存在優(yōu)勢的同時，也同樣存在一些不足。 本文首先介紹了數字圖像處理的一些基礎知識，包括幾種常見的數字圖像格式和常用的數字圖像處理算法，其中圖像處理算法以圖像的邊緣檢測算法為主。然后對現(xiàn)有的幾種數字圖像處理技術從硬件結構和處理速度方面進行了比較研究，包括單DSP核和多DSP核的技術，指出各種技術所存在的優(yōu)缺點，介紹了數字圖像并行處理的一些基礎知識，在此基礎

3、上，提出了一種新的數字圖像處理系統(tǒng)實現(xiàn)方法，即多處理單元的硬件結構，以提高系統(tǒng)處理速度為主要目的，采用指令集的控制方式，以滿足多種數字圖像處理算法的要求。接著，對系統(tǒng)的幾個主要部分的設計進行了分析，從速度和面積兩個方面進行了考慮，給出了具體的設計方案。之后，在系統(tǒng)方案分析的基礎上，完成了系統(tǒng)的各個模塊的具體設計和驗證，并給出了各個模塊的具體結構和驗證結果，其中系統(tǒng)的設計驗證均采用VerilogHDL語言來實現(xiàn)。設計完成后，通過編寫相應的

4、指令代碼和測試文件，用一個基于Sobel算子的圖像邊緣檢測算法來驗證整個系統(tǒng)的功能正確性。系統(tǒng)設計過程中充分考慮了速度和面積的因素，針對性地進行了結構上的改進。最后，提出了本系統(tǒng)所存在的不足，指出所要完成的后續(xù)工作。 本文是在對現(xiàn)有的幾種數字圖像處理器的結構進行比較研究的基礎上提出自己的設計思想的，所以本文的重點在于對系統(tǒng)方案的分析和實現(xiàn)上，主要包括處理陣列部分、存儲部分以及主控制部分的分析和實現(xiàn)，設計的難點在于主控制器部分的指