基于fpga的cmos彩色圖像變化ｉｐ設計【開題報告】

1、畢業(yè)設計畢業(yè)設計（論文）開文）開題報題報告題目：基于FPGA的CMOS彩色圖像變化ＩＰ設計專業(yè)：電子信息工程1選題選題的背景、意的背景、意義CMOS是一種采用CMOS(ComplementaryMetaloxidesemiconduct互補金屬氧化物半導體)工藝制造的圖像傳感器。相比于CCD器件具有集成度高、功耗低、體積小、工藝簡單、開發(fā)周期短等優(yōu)點近年來在工業(yè)、監(jiān)控、航空和航天等眾多領域顯示出強勁的發(fā)展勢頭【1】。利用FPGA處理數(shù)據(jù)

2、量大、處理速度快結(jié)合CMOS圖像傳感器MT9M001和BayerCFA格式圖像的特點設計一種基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)提出用硬件實現(xiàn)Bayer格式到RGB格式轉(zhuǎn)換的設計方案研究CFA圖像插值算法實現(xiàn)基于FPGA的實時線性插值算法對Bayer圖像格式進行插值恢復全彩色圖像實現(xiàn)從黑白圖像還原高清彩色圖像。整個設計模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實時圖像處理占用系統(tǒng)資源很少用較少的時間完成了圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換從而提高了效率【2】。FPGA（F

3、ield－ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。目前以硬件描述語言（Verilog或VHDL）所完成的電路設計，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進行測試，是現(xiàn)代IC設計驗證的技術主流。FPGA上進行

4、測試，是現(xiàn)代IC設計驗證的技術主流。這些可編輯元件可以被用來實現(xiàn)一些基本的邏輯門電路（比如、、X、NOT）或者更復雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學方程式。在大多數(shù)的FPGA里面，這些可編輯的元件里也包含記憶元件例如觸發(fā)器（Flip－flop）或者其他更加完整的記憶塊【7】。CMOS圖像傳感器采集到的都是經(jīng)過濾波鏡片后的Bayer格式馬賽克圖像為了恢復丟失掉的色彩信息必須經(jīng)過插值計算。隨著大規(guī)模超大規(guī)模集成電路以及大規(guī)模可編程邏輯器件(C

5、PLDFPGA)的高速發(fā)展和廣泛應用，實時圖像處理也得到了非常迅速的發(fā)展。為了提高圖像處理的速度，滿足系統(tǒng)實時要求，可以用硬件來實現(xiàn)對圖像的處理，F(xiàn)PGA芯片便是目標硬件的理想選擇之一，同時FPGA的應用也為提高圖像處速度提供了新的思路和解決方法【11】。本課題設幾年通信市場低迷帶來的不景氣后，F(xiàn)PGA廠商將應用擴大到了眾多的新興領域，并且路越走越寬，該市場增長率大大高于整體半導體市場的增長率，這令為數(shù)不多的FPGA廠商正邁向幸福的生活

6、【13】。所以利用低成本FPGA處理數(shù)據(jù)量大、處理速度快再結(jié)合CMOS圖像傳感器MT9M001和BayerCFA格式圖像的特點設計一種基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)的方案，即將成為熱點話題。3課題課題的研究內(nèi)容及的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技采取的研究方法（技術路線）、研究）、研究難點及點及預期達到的目達到的目標利用FPGA處理數(shù)據(jù)量大、處理速度快結(jié)合CMOS圖像傳感器MT9M001和BayerCFA格式圖像的特點設計一種基于FP

7、GA的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理IP。本課題硬件實驗平臺，其組成如圖：圖1.1.電路整體框架電路整體框架一、研究內(nèi)容：一、研究內(nèi)容：1.FoundationISE平臺上設計基于xilinxFPGA的圖像數(shù)據(jù)處理IP，要求提供設計源碼和測試臺文件及相關波形仿真圖(modelsim5.5f)。2.利用CMOS圖像傳感器MT9M001和BayerCFA格式圖像的特點設計一種基于FPGA的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理IP，實現(xiàn)Bayer型CFA到RGB格式的轉(zhuǎn)換。3