基于FPGA的多核DSP高速图像处理系统设计
本文选题:图像处理 + 硬件设计 ; 参考:《武汉工程大学》2015年硕士论文
【摘要】:本论文介绍了外视频图像处理技术在国内外的应用环境和发展状况,列举对比各种视频图像处理平台的结构优缺点,通过分析整个系统的要求以及DSP芯片、FPGA芯片特点,提出多核DSP+FPGA的视频图像处理系统平台。整个处理系统不同于传统图像处理系统,充分发挥了多核DSP的高速处理能力和FPGA灵活优势,更好地适应图像清晰算法的要求,提高系统图像处理实时性,稳定性和灵活性。论文详细的介绍了图像清晰化复原算法,根据清晰化复原算法的特点及图像处理系统的设计要求、系统应用的环境确定使用TI公司TMS320C6657双核DSP为主处理芯片,选用Altera公司Cyclone IV系列FPGA为协处理芯片。系统地介绍了系统的这各个核心器件,并且从系统的硬件架构到各模块完成的功能等多方面进行了详细分析和说明。整个系统选用CMOS图像传感器的视频图像采集装置进行数据的采集,FPGA则为协处理器对采集的数据进行接收缓存,并且把预处理后的视频数据发送到主处理芯片DSP进行处理,最后FPGA将DSP清晰化复原算法处理后的视频数据由VGA接口进行实时的显示。整个系统分析了多核DSP和FPGA在图像处理系统中的优势,系统各种参数指标选择、连接方式以及其他应该注意的问题。通过FPGA对外围设备和图像数据的逻辑控制,加上在双核DSP对图像清晰算法的支持,充分发挥两种芯片各自的优势,从而保证了整个系统的实时性和灵活性,使得整个系统设备具有很高的性价比,较好的解决了实时视频图像处理系统的需求。
[Abstract]:This paper introduces the application environment and development of external video image processing technology at home and abroad, enumerates and compares the advantages and disadvantages of various video image processing platforms, analyzes the requirements of the whole system and the characteristics of DSP chip. A multi-core DSP FPGA video image processing system platform is proposed. The whole processing system is different from the traditional image processing system. It brings into full play the high speed processing ability of multi-core DSP and the flexible advantage of FPGA, which can better meet the requirements of image clarity algorithm, and improve the real-time, stability and flexibility of the system image processing. According to the characteristics of the clear restoration algorithm and the design requirements of the image processing system, the application environment of the system is determined to use TI company TMS320C6657 dual-core DSP as the main processing chip. Altera Cyclone IV series FPGA is selected as coprocessing chip. This paper systematically introduces the core components of the system, and analyzes and explains in detail the hardware structure of the system and the functions of each module. The whole system uses the video image acquisition device of the CMOS image sensor to collect the data. It is coprocessor to receive and cache the collected data, and send the preprocessed video data to the main processing chip DSP for processing. Finally, the video data processed by the DSP clarity restoration algorithm is displayed by the VGA interface in real time by FPGA. The advantages of multi-core DSP and FPGA in image processing system, the selection of system parameters, the connection mode and other problems that should be paid attention to are analyzed in the whole system. Through the logical control of peripheral equipment and image data by FPGA, and the support of image clarity algorithm in dual-core DSP, the advantages of the two chips are brought into full play, thus ensuring the real-time and flexibility of the whole system. The whole system has a high cost-performance ratio, which solves the need of real-time video image processing system.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.41;TN791
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