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用FPGA實(shí)現(xiàn)“共軛變換”圖像處理方法

  • 資源大小:4162 K
  • 上傳時(shí)間: 2013-04-24
  • 上傳用戶:dedien
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA 共軛變換 圖像 處理方法

資 源 簡(jiǎn) 介

近年來微光、紅外、X光圖像傳感器在軍事、科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越為廣泛,但由于這些成像器件自身的物理缺陷,視覺效果很不理想,往往需要對(duì)圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缘玫竭m合人眼觀察或機(jī)器識(shí)別的圖像。因此,市場(chǎng)急需大量高效的實(shí)時(shí)圖像處理器能夠在傳感器后端對(duì)這類圖像進(jìn)行處理。而FPGA的出現(xiàn),恰恰解決了這個(gè)問題。 近十年來,隨著FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)技術(shù)的突飛猛進(jìn),F(xiàn)PGA也逐漸進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域,尤其在實(shí)時(shí)圖像處理方面。Xilinx的研究表明,在2000年主要用于DSP應(yīng)用的FPGA的發(fā)貨量,增長(zhǎng)了50%;而常規(guī)的DSP大約增長(zhǎng)了40%。由于FPGA可無比擬的并行處理能力,使得FPGA在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)上升,國(guó)內(nèi)外,越來越多的實(shí)時(shí)圖像處理應(yīng)用都轉(zhuǎn)向了FPGA平臺(tái)。與PDSP相比,F(xiàn)PGA將在未來統(tǒng)治更多前端(如傳感器)應(yīng)用,而PDSP將會(huì)側(cè)重于復(fù)雜算法的應(yīng)用領(lǐng)域。可以說,F(xiàn)PGA是數(shù)字信號(hào)處理的一次重大變革。 算法是圖像處理應(yīng)用的靈魂,是硬件得以發(fā)揮其強(qiáng)大功能的根本。”共軛變換”圖像處理方法是一種新型的圖像處理算法,由鄭智捷博士上個(gè)世紀(jì)90年代初提出。這種算法使用基元形狀(meta-shape)技術(shù),而這種技術(shù)的特征正好具備幾何與拓?fù)涞碾p重特性,使得大量不同的基于形態(tài)的灰度圖像處理濾波器可用這種方法實(shí)現(xiàn)。該種算法在空域進(jìn)行圖像處理,無需進(jìn)行大量復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算,算法簡(jiǎn)單、快速、高效,易于硬件實(shí)現(xiàn)。通過十多年來的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐證明,在微光圖像,紅外圖像,X光圖像處理領(lǐng)域,”共軛變換”圖像處理方法確實(shí)有其獨(dú)特的優(yōu)異性能。本篇論文就針對(duì)”共軛變換”圖像處理方法在微光圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用,就如何在FPGA上實(shí)現(xiàn)”共軛變換”圖像處理方法展開研究。首先在Matlab環(huán)境下,對(duì)常用的圖像增強(qiáng)算法和”共軛變換”圖像處理方法進(jìn)行了比較,并且在設(shè)計(jì)制作“FPGA視頻處理開發(fā)平臺(tái)”的基礎(chǔ)上,用VHDL實(shí)現(xiàn)了”共軛變換”圖像處理方法的基本內(nèi)核并進(jìn)行了算法的硬件實(shí)現(xiàn)與效果驗(yàn)證。此外,本文還詳細(xì)地討論了視頻流的采集及其編碼解碼問題以及I2C總線的FPGA實(shí)現(xiàn)。

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