基于FPGA的工業(yè)圖像采集及預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，F(xiàn)PGA因其超大規(guī)模、超高速的特點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、超高速信號(hào)處理和實(shí)時(shí)測(cè)控等領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。論文以民用工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的工業(yè)圖像為研究對(duì)象，根據(jù)其易受光電噪聲影響且邊緣簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，結(jié)合FPGA應(yīng)用于工業(yè)圖像采集和預(yù)處理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，提出了基于FPGA的工業(yè)圖像采集與預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。論文闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)過(guò)程，其主要內(nèi)容如下：
　?。?）研究了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。圖像采集端，設(shè)計(jì)了CMOS圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)電

2、路；系統(tǒng)控制端，完成了主板控制模塊中FPGA、SDRAM、SRAM、FLASH等芯片的選型；圖像顯示端，設(shè)計(jì)了LCD顯示驅(qū)動(dòng)電路。
　?。?）重點(diǎn)闡述了存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。利用一片8Mbit的SRAM作為圖像預(yù)處理階段的緩存，通過(guò)FPGA的控制，實(shí)現(xiàn)了單片SRAM的乒乓操作；利用一片256Mbits的SDRAM作為圖像顯示的緩存，結(jié)合SDRAM內(nèi)部的L-BANK實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)乒乓操作。
　?。?）詳細(xì)論述了圖像預(yù)處理算法。根據(jù)工

3、業(yè)圖像的特點(diǎn)，對(duì)圖像預(yù)處理算法中的中值濾波算法和邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。提出了一種快速取得中值的方法，減少了所消耗的硬件資源，并提高了中值濾波的速度；根據(jù)需要進(jìn)行邊緣檢測(cè)的工業(yè)圖像特點(diǎn)，提出了一種簡(jiǎn)單有效的邊緣檢測(cè)算法，僅需簡(jiǎn)單的邏輯算法和很少的硬件資源即可有效檢測(cè)出特定工業(yè)場(chǎng)合下工業(yè)圖像的邊緣。兩種算法均采用流水線式設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了FPGA的優(yōu)勢(shì)。
　?。?）實(shí)現(xiàn)了SOPC平臺(tái)的搭建。結(jié)合NIOSII處理器，設(shè)計(jì)完成了SOP