由前面所述可知，sobel的濾波函數(shù)為

　　h=（q0＋2q3＋q6）－（q2＋2q5＋q8）；v=（q0＋2q1＋q2）—（q6＋2q7＋q8）

　　dr＝（q1＋2q0＋q3）－（q5＋2qs＋q7）；dl=（q1＋2q2＋q5）—（q3＋2q6＋q7）

　　magnitude＝max（h，v， dr，dl）

　　為了減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，上面式子中的乘法運(yùn)算可以改寫成加法運(yùn)算：

　　h＝（q0＋q3＋q3＋q6）－（q2＋q5十q5＋q8）；v＝（q0＋q1＋q1＋q2）＿（q6＋q7＋q7＋q8）

　　dr＝（q1＋q0＋q0＋q3）＿（q5＋q8＋q8＋q7）；dl=（q1＋q2＋q2＋q5）－（q3＋q6＋q6＋q7）

　　對(duì)于以上數(shù)據(jù)的處理，我們先估算分別使用單片機(jī)、dsp、cpld/fpga所需的時(shí)間。

　　如果使用12 mb的單片機(jī)，加法運(yùn)算需要執(zhí)行2次，加法的中間結(jié)果寄存20次，大小比較三次，比較中間結(jié)果寄存2次，51單片機(jī)內(nèi)的加法需要兩個(gè)指令周期，比較需要兩個(gè)指令周期。這樣，完成一次sobel濾波操作需要的時(shí)間至少為：（24×2＋20＋2×3＋2）×1 us＝72us°對(duì)于一幅600×800像素的圖像，總共的時(shí)間為：600×800×72us＝32s。

　　若使用40 mb六級(jí)流水的dsp，它們的處理時(shí)間大概為：32s/24=1.4s。

　　如果使用cpld/fpga設(shè)計(jì)，首先，h、v、dr、dl四個(gè)方向的濾波可以全部并行，同時(shí)，每一個(gè)方向的濾波函數(shù)可以采用一級(jí)四路并行加法器與一級(jí)雙路并行加法器串連。這樣一來，算上兩級(jí)串行比較器，實(shí)際上整個(gè)系統(tǒng)只有四級(jí)串行結(jié)構(gòu)，假設(shè)使用50 m的系統(tǒng)時(shí)鐘，則處理完一個(gè)像素點(diǎn)的時(shí)間為4×1/（50 m）=80 ns，處理完一幀圖像的時(shí)間為800×600×80 ns＝38.4 ms，結(jié)果處理速度比dsp高了大約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　從上可以看出，使用cpld｀fpga設(shè)計(jì)有關(guān)圖像處理模塊，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)速度的改善是非常明顯的。

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