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基于FPGA的圖像處理算法及壓縮編碼

  • 資源大小:2974 K
  • 上傳時(shí)間: 2024-03-10
  • 上傳用戶:aben
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA 圖像處理

資 源 簡(jiǎn) 介

本文以“機(jī)車車輛輪對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置”為研究背景,以改進(jìn)提升裝置性能為目標(biāo),研究在Altera公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片Cyclone上實(shí)現(xiàn)圖像采集控制、圖像處理算法、JPEG(Joint Photographic Expert Group)壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)。本文使用硬件描述語(yǔ)言Verilog,以RedLogic的RVDK開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái),在開(kāi)發(fā)工具OUARTUS2 6.0和MODELSIM SE 6.1B環(huán)境中完成軟核的設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。 數(shù)據(jù)采集部分完成的功能是將由模擬攝像機(jī)拍攝到的圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,然后從數(shù)據(jù)流中提取有效數(shù)據(jù),加以適當(dāng)裁剪,最后將奇偶場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)合并成幀,存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。數(shù)字化及碼流產(chǎn)生的功能由SAA7113芯片完成,由FPGA對(duì)SAA7113芯片初始化設(shè)置、控制,并對(duì)數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。 圖像處理算法部分考慮到實(shí)時(shí)性與算法復(fù)雜度等因素,從裝置的圖像處理流程中有選擇性地實(shí)現(xiàn)了直方圖均衡化、中值濾波與邊緣檢測(cè)三種圖像處理算法。 壓縮編碼部分依據(jù)JPEG標(biāo)準(zhǔn)基本系統(tǒng)順序編碼模式,在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DCT(Discrete Cosine Transform)變換、量化、Zig-Zag掃描、直流系數(shù)DPCM(Differential Pulse Code Modulation)編碼、交流系數(shù)RLC(Run Length code)編碼、霍夫曼編碼等主要步驟,最后用實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。

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