并行大模板灰度形态学滤波IP设计

发布时间：2024-05-16 01:11

　　灰度形态学滤波作为一种非线性空域滤波技术是图像预处理的基本技术之一,广泛的应用在目标检测和跟踪等图像处理系统中,主要用来实现平滑图像、凸显图像中感兴趣区域、描绘图像不同区域间的边界等图像预处理功能^[1]。本文设计了基于FPGA实现的并行大模板灰度形态学滤波IP,IP实现的是一维灰度形态学滤波,结构元素大小可配置,通过调用本文设计的IP可以实现结构元素大小最大为81?81的二维灰度形态学滤波,降低存储资源消耗,减少滤波过程中大量的冗余计算,降低运算资源消耗,每个时钟周期并行处理8个像素,数据通过率高,能够应用于实时性要求高且硬件资源有限的嵌入式图像处理系统。针对IP实现必须降低存储资源消耗这一要求,设计了用一维形态学滤波实现二维形态学滤波的方案以减少大模板滤波时二维窗口生成对存储资源的消耗,对于一维形态学滤波列运算时的数据解析方式提出了要求,设计了列转置电路以达到每个周期像运算电路提供8个相邻的列像素。针对IP必须提高时钟工作频率以满足系统对系统的实时性要求这一问题,通过挖掘大模板形态学滤波过程中运算电路的可重用性,充分开发形态学滤波的并行性,提高了灰度形态学滤波I...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2各个图像处理模块单独调用硬件加速方案

据流中被调用的方式，一种硬件加速方案是将各个图1.1所示，输入图像依次经过各个图像处理模块，程是不变的，难以适应不同的应用场景，灵活性较，前一个模块的图像处理结果不输出，后一个模块一模块在处理速度上的优势[11-15]。1.1各个图像处理模块嵌入到串行数据流硬件加速方案速....

图2.1二维工作窗口（8181）结构

待处理图像f的极小值或者极大值。主频为1GHZ的DSP实现大模板灰度形态学形态学滤波，其运算量和所示：表2.1Tms320c6455型号DSP实现模板大小为8181的灰度形态学滤波分析工作方式运算量运算耗时维腐蚀/膨胀810.710次比较运....

图2.2中心存储器示意图

式微处理器系统中可扩展协处理器数据和控制模块通过如图2.2所示的中心存储器向各个功能IP提供高带宽的图像数据，各个功能IP的处理结果也写回中心存储器。图2.2中心存储器示意图图中A_B表示第A帧的第B个像素，每帧的数据位宽为256bit。图2.2中....

图2.3原始图像数据加载至中心存储器示意图

中科技大学硕士学位论文口生成时的存储资源消耗。像大小为MN，图像数据位宽为w，且Nw不是256的整时通过中心存储器给滤波IP提供高带宽原始图像数据的方

本文编号：3974479