基于FPGA+DSP的图像融合系统设计

论文摘要

微光成像是近年来图像领域研究的热点，但以往的微光图像都是单色图像，其最大的缺陷是图像的信噪比低并且缺乏深度感。利用人眼彩色视觉的高分辨率和高灵敏度特性，实现彩色图像融合可以提高目视系统对于目标的探测和识别能力，具有明显的实际应用意义，图像融合技术是现代非常迫切的研究方向之一。本文首先介绍了现有的微光图像彩色融合算法，并仿真实验了一种改进的小波变换与色彩空间变换相结合的算法。由于采集的图像信息量大，并且要求实时性高，在分析仿真融合图像结果的基础上，本文构架了基于64万门的FPGA和高性能双DSP芯片的实时图像处理硬件平台， FPGA用来对两路图像采集， DSP完成数据的算法处理，在DSP外围还配置大容量数据存储器SDRAM和程序存储器FLASH。基于硬件平台本文构建了系统软件，通过EDMA结构完成数据的传输。本文完成了系统总体设计，PCB设计，元器件焊接，软件设计，并进行了系统的总体调试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.1.1 图像融合的定义
• 1.1.2 彩色图像融合的意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 国际发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 处理系统现状
• 1.4 本文的研究内容及组织结构
• 第二章 图像融合算法设计
• 2.1 图像融合算法介绍
• 2.2 现存的一些算法介绍及比较
• 2.2.1 加权平均算法
• 2.2.2 逻辑滤波算法
• 2.2.3 彩色空间变换算法
• 2.2.4 多分辨塔式融合算法
• 2.2.5 基于小波变换的融合算法
• 2.3 一种改进的融合算法
• 2.3.1 算法流程
• 2.3.2 小波分解层数的确定
• 第三章 图像融合系统的总体设计
• 3.1 系统设计的总体要求
• 3.2 系统的总体设计方案
• 3.3 主要器件选择
• 第四章 FPGA 功能模块设计
• 4.1 FPGA 介绍
• 4.2 LVDS 接口设计
• 4.3 JTAG 接口与下载电路
• 4.4 系统供电设计
• 4.4.1 器件选择
• 4.4.2 供电模块设计
• 4.5 复位电路设计
• 4.6 FPGA 中 FIFO 设计
• 4.6.1 亚稳态问题的解决
• 4.6.2 空/满标志的产生
• 4.7 编码芯片控制
• 4.7.1 编码芯片和 I2C 总线介绍
• 4.7.2 I2C 总线配置
• 第五章 DSP 功能模块设计
• 5.1 DSP 介绍
• 5.2 DSP 供电设计
• 5.3 时钟电路设计
• 5.4 外部存储器接口设计
• 5.4.1 外部数据存储器设计
• 5.4.1.1 FIFO 接口设计
• 5.4.1.2 SDRAM 存储器接口设计
• 5.4.1.3 SDRAM 控制器设计
• 5.4.2 外部程序存储器设计
• 5.5 视频接口设计
• 第六章 PCB 板设计与系统调试
• 6.1 系统 PCB 板设计
• 6.2 系统调试
• 6.2.1 系统启动流程
• 6.2.1.1 系统初始化引导
• 6.2.1.2 EMIFA 接口初始化配置
• 6.2.2 系统软件调试
• 6.2.2.1 CCS 概述
• 6.2.2.2 DSP/BIOS 开发
• 6.2.2.3 数据传输结构
• 6.2.3 调试中遇到的问题及解决办法
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文总结
• 7.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢