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文檔簡介
1、隨著電子技術(shù)、計算機的迅速發(fā)展,圖像已經(jīng)成為信息傳播和表示的載體。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的高速增長不僅促進人們生活方式的改變,同時也給數(shù)字圖像處理技術(shù)帶來極大的挑戰(zhàn)。圖像在讀取和傳輸?shù)倪^程中,會因為受到成像設備性能、拍攝環(huán)境條件或人為因素等影響不可避免引入噪聲,嚴重影響圖像后續(xù)處理。目前數(shù)字圖像處理技術(shù)多數(shù)采用早期的專用圖像處理芯片,當圖像處理算法的復雜度變大,則處理速度和性能已經(jīng)難以滿足人們的發(fā)展需求。另一方面,微電子技術(shù)的高速發(fā)展,使基于各
2、種硬件平臺的數(shù)字圖像處理更有優(yōu)勢。其中,基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)時有很大的實時性,且本身擁有強大的邏輯資源,所以在圖像處理方面具有很大的優(yōu)勢。
本文是研究基于FPGA的圖像去噪處理算法的實現(xiàn),采用的是Altera公司的Cyclone V系列SOC FPGA的DE1-SOC開發(fā)板,其中SOC FPGA中包含有FPGA與硬核處理器(HPS)。主要研究內(nèi)容如下:
首先,介紹了本課題運用的數(shù)字圖像處理算法的基本原理,
3、該算法包括置換矩陣的求取、子圖像平均、圖像濾波去噪三個部分,接著對各個算法部分進行原理說明。同時對整個算法的復雜度做出了相應的分析,給出了算法在Matlab上運行的時間。
其次,用DE1-SOC開發(fā)板搭建嵌入式圖像處理平臺。詳述了Linux系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)和Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)。根據(jù)硬件平臺對Linux內(nèi)核進行裁剪和編譯,同時進行交叉編譯環(huán)境的搭建,生成鏡像文件之后移植到平臺。接著在嵌入式圖像處理平臺上完成圖像算法的處理
4、,通過去除圖像中的噪聲來驗證本文的去噪算法比傳統(tǒng)的高斯平滑濾波、均值濾波算法優(yōu)越。同時也驗證了在嵌入式平臺上進行圖像處理的速度要快于用Matlab進行處理。
最后,在FPGA上實現(xiàn)圖像算法處理。對圖像算法進行軟硬件協(xié)同處理的研究,硬件部分在Quartus II和Qsys中進行開發(fā)。Qsys負責HPS處理器、系統(tǒng)相關(guān)組件和外設的選擇;Quartus II負責系統(tǒng)頂層模塊的編寫及相關(guān)設置,同時對部分圖像算法進行FPGA硬件邏輯設計
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