基于FPGA與LabVIEW圖像增強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、圖像是一種很重要的信息載體，是人類交換和傳遞信息不可缺少的來(lái)源，因此圖像處理無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活中不可或缺。計(jì)算機(jī)科學(xué)和圖像技術(shù)的高速發(fā)展，使得數(shù)字圖像采集在電子通信與信息處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而對(duì)采集到的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理是得到正確清晰的采圖像不可缺少的。圖像增強(qiáng)是圖像處理的預(yù)處理階段，它是圖像處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在整個(gè)的圖像處理中決定著圖像處理的成敗。
　　 本文基于LabVIEW、FPGA以及Matlab工具箱開

2、發(fā)了一款數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括了圖像的實(shí)時(shí)采集、儲(chǔ)存、增強(qiáng)處理和顯示的功能。系統(tǒng)基于灰度均衡化圖像增強(qiáng)技術(shù)，使用FPGA作為下位機(jī)完成圖像的采集轉(zhuǎn)換，然后在LabVIEW平臺(tái)上接收來(lái)自下位機(jī)的圖形信息，并調(diào)用Matlab實(shí)現(xiàn)圖像的增強(qiáng)處理。論文首先對(duì)圖像增強(qiáng)系統(tǒng)的組成、整體方案和可行性進(jìn)行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設(shè)計(jì)。在此部分結(jié)合整體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)硬件電路和芯片選擇。根據(jù)所選芯片的本身特點(diǎn)，分模塊地對(duì)圖像采集部分的硬件設(shè)計(jì)

3、原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。接下來(lái)是圖像采集模塊的軟件設(shè)計(jì)部分。通過(guò)嵌入式軟核對(duì)FPGA進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的采集模塊、圖像與處理模塊、USB通信模塊以及儲(chǔ)存模塊。最后是用FPGA實(shí)現(xiàn)了帶修改參數(shù)的硬件嵌入式圖像處理算法一圖像增強(qiáng)。
　　 在實(shí)現(xiàn)FPGA硬件設(shè)計(jì)之后通過(guò)對(duì)目前主要的圖像增強(qiáng)算法頻率域法和空間域法進(jìn)行分析論證，選擇合適的增強(qiáng)算法。根據(jù)選擇的增強(qiáng)算法設(shè)計(jì)Matlab圖像增強(qiáng)算法程序，然后在Matlab里面進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，從而

4、達(dá)到圖像二次增強(qiáng)的目的。最后運(yùn)用LabVIEW圖像化編程工具實(shí)現(xiàn)FPGA與PC機(jī)的串口通信，以及LabVIEW與Matlab的混合編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。
　　 本文的主要研究工作包括：1、在FPGA開發(fā)板上采用SOPC Build編程方法設(shè)計(jì)NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原始像的采集、儲(chǔ)存和圖像的預(yù)處理；2、通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)字圖像增強(qiáng)算法中的灰度均衡化算法，對(duì)圖像增強(qiáng)算法的均衡化算法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)圖像進(jìn)行中值濾波處理，然后在Matlab對(duì)