基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng).pdf

1、紡織行業(yè)中的布匹疵點(diǎn)檢測過程目前仍然通過人工檢測的方式完成，為了實(shí)現(xiàn)該環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，必須實(shí)現(xiàn)對布匹圖像的采集。本文討論的基于FPGA的圖像采集處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對布匹圖像的采集和預(yù)處理。完成的工作包括：系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、FPGA實(shí)現(xiàn)邏輯、圖像處理算法的FPGA實(shí)現(xiàn)以及算法的改進(jìn)。本文首先分析了圖像采集處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀，比較FPGA、DSP和ASIC三種芯片作為圖像采集處理系統(tǒng)核心芯片的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目背景和需求，提出基于FPGA的圖

2、像采集處理系統(tǒng)的整體方案。該方案中各個(gè)外圍接口的控制邏輯、芯片控制邏輯、算法處理模塊均由FPGA實(shí)現(xiàn)，與上位機(jī)之間的通訊通過PCI總線完成。本文在介紹圖像采集處理卡的硬件結(jié)構(gòu)及FPGA實(shí)現(xiàn)的各個(gè)功能和接口模塊的基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了圖像采集處理系統(tǒng)中硬件設(shè)備和各個(gè)實(shí)現(xiàn)方案的選擇包括攝像頭的選擇、幀緩存實(shí)現(xiàn)方案的選擇、PCI總線接口實(shí)現(xiàn)的選擇、FPGA芯片的選擇及FPGA配置方案的選擇等問題。系統(tǒng)中FPGA實(shí)現(xiàn)各種外圍邏輯控制和圖像預(yù)處理算法

3、，F(xiàn)PGA的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)和算法實(shí)現(xiàn)是本文討論的重點(diǎn)。大量外圍芯片功能集中在單個(gè)FPGA芯片中，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對系統(tǒng)優(yōu)化。分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，通過FPGA實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的數(shù)據(jù)讀寫過程，提高數(shù)據(jù)讀寫速率。本文最后對常見圖像預(yù)處理算法做出分析，包括圖像的濾波與邊緣檢測等處理方法，得出預(yù)處理中卷積算法是重復(fù)使用較多的算法，接下來提出幾種FPGA實(shí)現(xiàn)卷積算法的方案，討論FPGA實(shí)現(xiàn)卷積算法方案上的改進(jìn)。使得系統(tǒng)的圖像處