基于FPGA的視頻圖像預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、視頻和圖像是人們獲得信息的重要來源，最近幾年視頻發(fā)展的最顯著特征是分辨率大幅度提高，造成數(shù)據(jù)處理量大幅度增加，實(shí)時(shí)圖像采集和處理成為影響視頻質(zhì)量的重要因素。當(dāng)前視頻圖像處理主要問題是：當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，處理速度慢，執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟、硬件仿真以及驗(yàn)證的靈活性低，理想的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：高性能、靈活性、方便更新、開發(fā)成本低，隨著應(yīng)用的成熟和產(chǎn)量的提高，能夠提供低成本移植途徑等。
　　 本課題是在Xilinx公司

2、的Virtex-Ⅱ Pro的開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了視頻圖像處理算法的硬件架構(gòu)，架構(gòu)包括視頻圖像采集(A/D轉(zhuǎn)換)模塊、視頻格式轉(zhuǎn)換模塊、視頻圖像存儲(chǔ)模塊、視頻圖像處理模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、視頻顯示等模塊電路基于FPGA的實(shí)現(xiàn)。視頻圖像處理模塊中設(shè)計(jì)了濾波模塊和邊緣檢測(cè)模塊。在本課題中，通過對(duì)椒鹽噪聲的特點(diǎn)的分析，根據(jù)椒鹽噪聲和圖像信息點(diǎn)的區(qū)別，以及傳統(tǒng)中值濾波算法對(duì)椒鹽噪聲去除的有效性，提出了只對(duì)噪聲點(diǎn)進(jìn)行中值濾波的改進(jìn)算法和該改進(jìn)算法的快速

3、實(shí)現(xiàn)方法，并且實(shí)現(xiàn)了該改進(jìn)算法基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)，這是本文的創(chuàng)新點(diǎn)。邊緣檢測(cè)模塊應(yīng)用LOG算子進(jìn)行邊緣檢測(cè)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了卷積在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。在本方案設(shè)計(jì)的圖像預(yù)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中靈活運(yùn)用了“乒乓操作”、“并行處理”和“流水線技術(shù)”等，使得基于FPGA視頻圖像處理速度有了很大的提高。
　　 本設(shè)計(jì)在ISE9.1中進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)，并在ModelSim中進(jìn)行仿真，然后在EDK環(huán)境下搭建了視頻圖像預(yù)處理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)并完