基于FPGA和DSP的图像处理技术研究

1.2 基于 FPGA 和 DSP 的数字图像处理技术的研究现状 ........................................... 4
1.2.1 常用图像处理芯片介绍 ..................................................................................................... 4 1.2.2 FPGA 和 DSP 的发展现状 ................................................................................................ 5 1.2.3 FPGA 和 DSP 在数字图像处理技术的应用现状 ............................................................. 5
1.1.1 数字图像处理技术介绍 ..................................................................................................... 1 1.1.2 图像处理系统介绍 ............................................................................................................. 3
西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明
本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。 本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 （保密的论 文在解密后遵守此规定） 本人授权西安电子科技大学图书馆保存学位论文， 并同意将论文在互联网上 发布。 本人签名： 日期 导师签名： 日期
目录
V
目录
摘要 .................................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................................... III 目录 ................................................................................................................................... V 第一章 绪论 ..................................................................................................................... 1 1.1 数字图像处理技术和图像处理系统介绍 ................................................................. 1
摘要
I
摘要
图像作为人类信息的主要来源之一，图像处理技术对人们的重要性不言而喻。 目前，图像处理技术已经广泛应用于军事、工业和人们日常生活的各个方面。图 像处理平台主要有高性能的大型图像处理工作统具有小巧、便携、灵活的特点，广泛应用于实时图像处理的场 合，其图像处理核心主要有专用的 ASIC 芯片、FPGA 和 DSP。ASIC 芯片速度高、 稳定，但是灵活性太差，只适合于特殊目的的应用。因此，研究基于 FPGA 和 DSP 的图像处理技术具有重要的意义。 本文以 FPGA 和 DSP 为平台，根据其各自自身特点和优势，结合数字图像处 理现有技术和知识，研究图像处理技术的实现方法, 主要工作有： （1） 介绍了 IUT656 数据格式和 VGA 工业标准时序， 利用 FPGA 的并行流水 线特性，构建了基于 FPGA 的 IUT656 格式视频采集和 VGA 显示系统。 （2）设计了一种用于视频目标检测的 K 近邻分类器和 Avalon 总线接口，可 挂载于 Avalon 总线上，作为整个 SOPC 系统的一部分。 （3）确定了基于 TS201 的并行 SAR 图像去噪系统的框架结构，根据通信协 议， 设计了数据接收与发送方法， 移植优化了基于图像块的统计相似性度量的 SAR 图像降班算法。 本文工作得到了国家自然科学基金（No.60971128） ；华为创新研究计划项目 （No.IRP-2011-03-04）资助。 关键词：图像处理 FPGA DSP
作 者 姓 名 学 科 门 类
提交论文日期
周宇 工学
指导教师姓名、 职务
侯 彪 教授 电路与系统
学科、专业
二○一三年一月
西安电子科技大学 学位论文独创性（或创新性）声明
秉承学校严谨的学风和优良的科学道德， 本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果； 也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名： 日期
1.3 本文研究内容与章节安排 ......................................................................................... 6 第二章 基于 FPGA 的图像采集与 VGA 显示 .............................................................. 9 2.1 视频解码芯片 TVP5150 介绍 ................................................................................... 9
ABSTRACT
III
ABSTRACT
As one of the main source of the information of human, image processing technology played an import role in people's life. Currently, the image processing technology has been widely used in military, industrial, and people's daily life. The main platform of image processing are large-scale image processing workstation, general-purpose computers and embedded system. Embedded image processing system is compact, portable, flexible, and widely used in the occasion of the real-time image processing. The core of embedded image processing system mainly contain ASIC, FPGA and DSP. ASIC was high-speed and stable but poor flexibility, only suitable for the application of the special purpose. So, studying the image processing technology based on FPGA and DSP is very important. The works in this paper are focus on the realization of image processing technology based on FPGA and DSP , according to their own characteristics and existing knowledge. The principal tasks are as follow: (1) A IUT656 format video capture and VGA display system was designed. This system take advantage of the parallel and pipelined characteristic of FPGA. (2) A K-nearest neighbor classifier used for video object detection based on FPGA and its Avalon bus interface were designed .It can be mounted on the Avalon bus and as one part of the entire SOPC system. (3) The structure of parallel SAR image denoising system based on TS201 was determined. Data reception and transmission method according to the communication protocol was designed. SAR image denoising algorithm based on the similarity measure of statistics of the image block was transplanted and optimized on this system. This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.60971128);Huwei innovation research project(No.IRP-2011-03-04). Keywords: Image processing FPGA DSP