基于FPGA的全景图像处理系统设计

基于FPGA的全景图像处理系统设计

论文摘要

随着科学技术的不断发展,视频图像处理的应用越来越广泛,各种图像处理算法日趋成熟,相关的硬件技术更是不断推陈出新。现代大规模集成电路VLSI技术的迅猛发展为视频图像处理技术提供了硬件基础。其中,现场可编程门阵列FPGA用于嵌入式视频图像处理有其独特优势。FPGA高性能、高集成度、低功耗的特点不仅使其具备高速CPU的性能,而且其可编程性使得设计者可以方便的通过对逻辑结构的修改和配置,完成对系统的升级。本文根据FPGA的并行处理特点,以及其在实时图像处理方面的优势,进行了基于FPGA的全景图像处理系统的设计。在设计过程中,广泛查阅了相关资料,通过分析系统的功能,进行具体器件的选型,最后确定红色飓风Ⅱ代开发板及其扩展板作为本系统的硬件开发平台。然后通过编写相应的驱动程序(I~2C总线控制器、SDRAM控制器),应用程序(视频数据接收与存储逻辑模块),实现系统图像采集、存储的功能。本文的所有逻辑模块均采用Verilog HDL语言进行描述设计。本文最后对系统进行了调试。经实验验证,系统达到了图像实时采集、存储的功能,能进行正确可靠的工作。该系统为后续的图像处理打下了坚实的基础,同时整个系统的逻辑模块资源消耗只占FPGA(EP1C12)的百分之几,剩余资源还可以来用作一些硬件算法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.2 实时数字图像处理的发展概述
  • 1.3 FPGA的图像处理的发展现状
  • 1.4 本文的主要研究工作
  • 第2章 系统方案设计
  • 2.1 系统功能
  • 2.2 系统组成
  • 2.3 系统选型
  • 2.3.1 相机选型
  • 2.3.2 采集、存储部分选型
  • 2.4 硬件系统实现
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 驱动程序设计
  • 3.1 SAA7113H的初始化
  • 3.1.1 SAA7113H工作原理及特点
  • 2C总线协议'>3.1.2 I2C总线协议
  • 3.1.3 SAA7113H的初始化配置值
  • 2C总线控制器设计'>3.1.4 I2C总线控制器设计
  • 3.1.5 SAA7113H初始化实现
  • 3.2 SDRAM控制器
  • 3.2.1 SDRAM基本原理
  • 3.2.2 SDRAM控制器设计与实现
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 应用程序设计
  • 4.1 视频数据接收与存储逻辑模块
  • 4.1.1 ITU601/656标准
  • 4.1.2 视频数据接收及存储模块的设计与实现
  • 4.2 本章小结
  • 第5章 系统调试
  • 5.1 SAA7121的基本原理
  • 5.2 SAA7121输出测试
  • 5.3 系统联调输出
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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