基于FPGA的實時圖像采集處理顯示系統(tǒng).pdf

1、實時圖像處理系統(tǒng)對圖像的處理速度要求比較高，低層次圖像處理算法重復多次做相同操作時軟件串行處理速度遠遠慢于硬件的并行處理。FPGA并行計算和可重復配置等特點，成為硬件實現數字圖像處理的理想器件。目前基于FPGA實現圖像處理算法成為一個熱門研究課題。
　　本文構建了一個基于FPGA的圖像采集處理顯示系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由圖像采集模塊、圖像色度空間轉換模塊、圖像處理模塊、圖像存儲模塊、VGA控制模塊組成。在本系統(tǒng)的圖像處理模塊中，基于平滑

2、噪聲的角度實現了雙邊濾波算法、提取邊緣圖像實現了基于Sobel算子的邊緣檢測算法、為了優(yōu)化邊緣圖像邊緣連貫性實現了形態(tài)學濾波算法等的數字圖像處理算法。在綜合了降噪與保邊性能之后，本文著重設計實現了基于FPGA的雙邊濾波器，用客觀的空間濾波算法性能評價標準比較了本系統(tǒng)實現的雙邊濾波器與常見濾波器的性能優(yōu)劣。并且在實現了邊緣濾波處理模塊與形態(tài)學濾波處理模塊之后，同樣用客觀的邊緣濾波算法性能評價標準定量地證明了系統(tǒng)處理模塊的合理性和有效性。在

3、整個系統(tǒng)的設計過程中充分考慮數字圖像算法自身存在并行性運算的特點，對圖像算法采用流水線結構，并進行了硬件加速。
　　在Quartus II平臺下用硬件描述語言編程完成了系統(tǒng)設計仿真，并在以Altera公司的Cyclone IV系列FPGA芯片的硬件平臺上完成了驗證。在最終的系統(tǒng)測試中可以看出系統(tǒng)能夠滿足處理要求，在FPGA平臺上實現了采集處理顯示系統(tǒng)。
　　本文嘗試了在系統(tǒng)中實現有別于在FPGA平臺上常見降噪濾波器的保邊性能