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《探索基于fpga的實(shí)時圖像邊緣檢測系統(tǒng)的研究》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、分類號：U4910710一-20061017刪剮川l
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3、}㈣㈣邶㈣Y152601?1渡步犬海碩士學(xué)位論文基于FPGA的實(shí)時圖像邊緣檢測系統(tǒng)的研究導(dǎo)師姓名職稱申請學(xué)位級別論文提交日期學(xué)位授予單位程鴻亮邱彥章副教授答辯委員會主席巨丞鐾學(xué)位論文評閱人關(guān)司劉曄摘要隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，單芯片圖像處理成為目前的研究開發(fā)熱點(diǎn)之一。FPGA結(jié)合了微電子技術(shù)、電路技術(shù)、EDA技術(shù)，使設(shè)計者可以集中精力進(jìn)行系統(tǒng)邏輯功能的設(shè)計，縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。本論文基于Altera公司CycloneIl系列的FPGA芯片，研究并
4、實(shí)現(xiàn)實(shí)時圖像邊緣檢測的單芯片系統(tǒng)。系統(tǒng)的整個設(shè)計過程是在0uartusII以及DEl等軟硬件環(huán)境下完成的，內(nèi)容主要包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析以及各模塊的設(shè)計、仿真以及系統(tǒng)在硬件上的驗(yàn)證。其中詳細(xì)論述了乒乓操作在本系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式，通過VHDL實(shí)現(xiàn)了攝像頭驅(qū)動、視頻數(shù)據(jù)流的格式化、FIFO．的讀寫操作、亮度數(shù)據(jù)的處理、’邊緣數(shù)據(jù)的處理以及液晶顯示驅(qū)動等若干模塊。和傳統(tǒng)通過軟件以及處理器實(shí)現(xiàn)圖像處理不同，論文完全基于硬件來實(shí)現(xiàn)，包括進(jìn)行亮度計算以及邊緣檢測的處理機(jī)，有效的節(jié)約了系統(tǒng)資源，為今后的單芯片處理系統(tǒng)設(shè)計打下了堅(jiān)實(shí)的理論
5、與實(shí)踐基礎(chǔ)。為了滿足系統(tǒng)對實(shí)時性的要求，在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中采用了乒乓讀寫操作方式，處理器采用了多級流水線的結(jié)構(gòu)。理論的分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)適合于實(shí)時圖像數(shù)據(jù)的處理，其中乒乓讀寫雙口RAM的處理方式以及處理器中的多級流水線結(jié)構(gòu)可以作為后續(xù)設(shè)計實(shí)時圖像處理系統(tǒng)的通用方法。關(guān)鍵詞：FPGA、實(shí)時圖像處理、多級流水線、乒乓操作AbstractWiththerapiddevelopmentofintegratedcircuittechnology，single—chipimageprocessinghasbecom
6、eoneofthecurrentresearchfocus．TheFPGAthathasbecomewidelyusedinresearchanddesigncombinesmicroelectrortictechnology，circuittechnologyandtheEDAtechnology，SOthatthedesignersCanconcentrateonthelogicfunctiondesign，shortenthedesigncycleandimprovethedesignquality．Thewo
7、rkofthepaperistoresearchandachievethesingle-chipofreal—timeedgedetectionbasedonAltera’SCyclonelIseriesFPGAchips．ThewholeprocessoftheresearchanddesigniscompletedintheenvironmentQuartusHandDElandSOon．Thesisisthefocusofthesystemarchitectureanddesignofthesimulation
8、module，inwhichadetailedanalysisoftheping-pongoperationofthesysteminways，implementthecameradriven，videodatastreamformat，F(xiàn)IFO’Sreadandwriteoperations,dataprocessingbrightness，edgedataprocessingandSOon．Differentfromthetraditionalprocessingthatusethesoftwareandtheg
9、eneral—purposeprocessor，thedesignisbasedonthehardwaretoachieve，includingthecalculationofthebrightnessandtheedgedataSOthatwecansavesagreatresourceoverhead．Inordertomeetthesystemrequirementsforreal-time，thesystemisworkingontheping。pongoperationmodeandtheprocessor
10、shavemulti—pipeline。Theoreticalanalysisandtheresultsshowthatthesystemarchitectureisverysuitableforreal—timeimagedataprocessing,includingreadandwritedual-portramapproachofpin
