基于FPGA的快速圖像處理算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)、多媒體、智能機(jī)器人、專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。伴隨著計(jì)算機(jī)在處理圖像方面智能化技術(shù)的飛速發(fā)展趨勢，幾乎不存在與數(shù)字圖像處理技術(shù)無關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，比如，應(yīng)用于生命科學(xué)、衛(wèi)星遙感、航天航空、工業(yè)、軍事公共安全等范疇中。因此，對于具備實(shí)時(shí)性和高效性等特點(diǎn)的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得越來越重要了，相對而言，傳統(tǒng)的通過軟件來完成數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能很好滿足設(shè)計(jì)者的需求。另一方面，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入

2、深亞微米（小于30 nm）領(lǐng)域的硅加工技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)量在上百萬乃至上千萬的門級電路集成在一片芯片的設(shè)計(jì)，因此通過各種硬件開發(fā)工具的使用，可以很好地解決數(shù)字圖像處理技術(shù)難以突破的速度問題;本文以FPGA為圖像處理算法的開發(fā)工具，借助其并行執(zhí)行和快速的特點(diǎn)，對數(shù)字圖像處理算法的時(shí)間性能優(yōu)化展開研究，實(shí)現(xiàn)了圖像處理算法快速執(zhí)行的目標(biāo)。
　　本文主要實(shí)現(xiàn)圖像處理算法（典型空間濾波算法和邊緣檢測算子）時(shí)間上的優(yōu)化，利用Verilog語言編

3、寫能夠在FPGA上執(zhí)行的圖像處理算法程序，基于FPGA高速的硬件計(jì)算和并行運(yùn)算優(yōu)勢，完成了一種基于FPGA并行雙模板策略縮短圖像處理時(shí)間的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)基于FPGA的快速圖像處理。
　　為了驗(yàn)證基于FPGA并行雙模板策略能夠提升數(shù)字圖像處理的時(shí)間性能，設(shè)計(jì)了對比試驗(yàn)，其中，空間濾波算法以Lena圖像為例實(shí)驗(yàn)，邊緣檢測算法以橋梁裂縫圖像為例實(shí)驗(yàn)，并將基于FPGA并行雙模板圖像處理策略的處理結(jié)果與基于FPGA單模板圖像處理策略的處理結(jié)