高分辨率实时图像处理系统的FPGA设计及实现

摘要

随着计算机技术和数字多媒体技术的不断发展，数字图像处理技术被广泛应用于通信、生物医学、监控、遥感遥测、航空航天、军事、信息安全等领域中。在这些数字图像处理系统中，一个突出的问题就是对海量图像数据的实时处理，特别是在对图像的分辨率和帧率要求比较高的场合下，仅仅采用专用视频处理芯片、专用视频信号处理器或通用的高性能数字处理芯片，均无法取得令人满意的效果。因此，对高分辨率实时图像处理系统的研究变得越来越重要。 本课题给出了一种基于高速PCI总线、以FPGA为核心处理器和控制器的高分辨率实时图像处理系统，该系统可实现对高分辨率高帧率图像(1024*768@60HZ)的实时采集、处理以及输出。 本文首先给出了高分辨率实时图像处理系统的系统方案，然后介绍了高分辨率实时图像处理卡的详细设计方案。本文的重点在于介绍高分辨率实时图像处理系统的FPGA控制逻辑设计，主要研究了该数字图像处理系统中影响系统实时处理速度的数据流控制技术，如PCI接口控制、FPGA与外部RAM的高速读写控制、图像的采集预处理，图像的输出控制等，本文还介绍了高分辨率实时图像处理卡的上位机应用程序设计与实现，本文的最后介绍了系统的调试及应用。 验证结果表明，本文所设计的接口模块可以很好地应用在高分辨率实时图像处理系统中，采用这些接口模块，系统能有效完成上述的图像数据流控制功能。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章图像处理算法介绍

第三章高分辨率实时图像处理系统的方案设计

第四章FPGA内部模块划分

第五章图像接口模块的逻辑设计与实现

第六章SRAM控制器的设计与实现

第七章PCI总线技术研究及其接口的设计与实现

第八章上位机应用程序的设计与实现

第九章系统调试及应用

结束语

致谢

参考文献

个人简历及论文发表情况

附录