多分辨率圖像實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的FPGA邏輯設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):532
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多分辨率圖像實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)的FPGA邏輯設(shè)計(jì)
摘要：提出了一種基于FPGA的實(shí)時(shí)、多分辨率圖像采集系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)方案；并對(duì)其中的圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理和幀存乒乓刷新機(jī)制這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述；為了驗(yàn)證圖像采集系統(tǒng)在整個(gè)圖像處理系統(tǒng)中所起的作用，還對(duì)圖像壓縮系統(tǒng)的幀率進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)不僅運(yùn)行穩(wěn)定，而且顯著提高了圖像處理系統(tǒng)的整體性能。
關(guān)鍵詞：FPGA 圖像采集 圖像壓縮
隨著數(shù)字多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于可視電話、電視會(huì)議、監(jiān)控系統(tǒng)等各種民用、商用及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。但在這些數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中，一個(gè)突出的問題就是數(shù)據(jù)量龐大，特別是在圖像幀率及分辨率要求比較高的場(chǎng)合下，僅用專用的視頻壓縮芯片（Video ASIC）、專用的視頻信號(hào)處理器(Video DSP)或通用的高性能數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP），均無法獲得令人滿意的效果。為此，人們提出了多種解決方案，其中比較有代表性的方案有以下兩種：
一是在中央控制器的調(diào)度下，兩片或多片圖像處理主芯片并行對(duì)圖像進(jìn)行處理。
二是整個(gè)圖像處理系統(tǒng)由圖像采集系統(tǒng)和圖像壓縮系統(tǒng)組成，其中圖像采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收原始的圖像數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行一定的預(yù)處理；圖像壓縮系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收?qǐng)D像采集系統(tǒng)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)并進(jìn)行壓縮。
本文將基于第二種方案，分析其中圖像采集系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)思想；并結(jié)合圖像壓縮算法的需求，著重介紹圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理的控制流程及實(shí)現(xiàn)方法；最后通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)預(yù)處理前后圖像處理系統(tǒng)的效率進(jìn)行比較分析。
1 圖像采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理
本文以高性能、高集成度、低功耗系列FPGA作為核心部件，利用FPGA的在系統(tǒng)可編程以及控制邏輯實(shí)現(xiàn)方式靈活等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出圖像采集系統(tǒng)。
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