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《基于fpga的圖像處理算法及壓縮編碼的研究與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文基于FPGA的圖像處理算法及壓縮編碼的研究與實現(xiàn)矩姓級三QQ望絲名塹!墾鋈申請學(xué)位級別王堂亟±專業(yè)出鱟三堡指導(dǎo)教師高疃鎣絲蕉二oo七年三月摘要本文以“機(jī)車車輛輪對動態(tài)檢測裝置”為研究背景，以改進(jìn)提升裝置性能為目標(biāo)，研究在Altera公司的FPGA(FieldProgrammableGateArray)芯片Cyclone上實現(xiàn)圖像采集控制、圖像處理算法、JPEG(JointPhotographicExpertGroup)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)。本文使用硬件描述語言Verilog
2、，以RedLogic的RVDK開發(fā)板作為硬件平臺，在開發(fā)工具QUARTUS26．0和MODELSIMSE6．1B環(huán)境中完成軟核的設(shè)計與仿真驗證。數(shù)據(jù)采集部分完成的功能是將由模擬攝像機(jī)拍攝到的圖像信號進(jìn)行數(shù)字化，然后從數(shù)據(jù)流中提取有效數(shù)據(jù)，加以適當(dāng)裁剪，最后將奇偶場圖像數(shù)據(jù)合并成幀，存儲到存儲器中。數(shù)字化及碼流產(chǎn)生的功能由SAA7113芯片完成，由FPGA對SAA7113芯片初始化設(shè)置、控制，并對數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。圖像處理算法部分考慮到實時性與算法復(fù)雜度等因素，從裝置的圖像處磐流程中有選擇性地實現(xiàn)
3、了直方圖均衡化、中值濾波與邊緣檢測三種圖像處理算法。壓縮編碼部分依據(jù)JPEG標(biāo)準(zhǔn)基本系統(tǒng)順序編碼模式，在FPGA上實現(xiàn)了DCT(DiscreteCosineTransform)變換、量化、Zig--Zag掃描、直流系數(shù)DPCM(DifferentialPulseCodeModulation)編碼、交流系數(shù)RLC(RunLengthcode)編碼、霍夫曼編碼等主要步驟，最后用實際的圖像數(shù)據(jù)塊對系統(tǒng)進(jìn)行了驗證。關(guān)鍵詞FPGA；圖像處理；直方圖均衡化；中值濾波；邊緣檢測；DCT變換；霍夫曼編碼Abstrac
4、tWiththebackgmundof“thedramaticinspectequir'meritofvehiclewheels”andtheaimofimprovingtheperformanceoftheequipment，thispaperstudiesabouttherealizationofimagecollectionandcontrol，imageprocessingalgorithm,andJPEGbasicsystemonthechipCyclonefromtheAlteracomp
5、any’sFPGA．WiththehardwareplatformoftheRedlogic’sRVDK，itcompletesthedesignandthesimulativeconfirmationofthesoftcorewitht11ehardwaredescriptive1anguageVerilogintheenvironmentoftheexploitedt001QUARTUS26，0andMODELSIM—SE6．1B．Thefunctionoftheimagecollectionpa
6、rtistoconverttheanalogdatafromtheanalogcameraintothedigitaldata，andthentopickuptheusefuldatafromthedataflow,andfmallytoincorporate也eoddandevenfieldintoaflameandsaveittoamemoryaftertheappropriatecut．111efunctionproducedbythedigitaldataflowiscompletedbvSA
7、A7113chip，however,FPGAchipinitializesandcontrolstheSAA7ll3chip．a(chǎn)ndmanipulatesthedigitaldataaswell．1址ingaccountofsomefactorssuchasrealtimecharactercomplexityofalgorithm，theimageprocessingalgorithmpartchosethreealgorithmstorealize，theywerehistogramequaliz
8、ation，medianflterandedgeinspection，AccordingtotheordercodingmodeoftheJPEGbasicsystem，thecompressedcodepartrealizedDCTtransforrn，quantized，Zig--Zagscan，DPCMencodingofdirectcurrenttoefficient，RLCencodingofalternatingcurrentcoeffici
