基于FPGA的图像采集及处理系统研究

发布时间：2017-08-28 02:38

  本文关键词：基于FPGA的图像采集及处理系统研究

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【摘要】：随着LED显示屏的点间距越来越小,对LED的视频实时采集处理系统提出更高的要求。本文对DVI视频图像信号的采集及处理进行研究,为后续的LED显示打下基础。通过对传统的图像采集系统的处理器进行对比,得出FPGA并行处理的优点,将其作为本系统的处理器。本系统的图像采集部分通过DVI接口对视频图像进行采集,使用DVI解码芯片TFP401对视频源解码,FPGA将采集到的数据通过FIFO,SDRAM,RAM进行存储转换。并通过乒乓操作的形式来存储。使用改进型中值滤波算法和边缘检测算法进行图像处理,达到优良的去噪效果,使图像能够清晰的显示。本文对硬件电路及软件算法进行研究分析,实验证明能够实现高清视频的采集处理,对LED的实时显示问题具有非常重要的作用和意义。
【关键词】：DVI接口 FPGA FIFO SDRAM 中值滤波
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 论文主要研究的内容9-11
• 第二章 FPGA处理器及其开发环境11-17
• 2.1 可编程的逻辑器件概述11-12
• 2.2 本系统FPGA芯片简介12-14
• 2.3 开发使用平台及开发流程14-17
• 2.3.1 ISE开发平台概述14
• 2.3.2 FPGA开发设计流程14-16
• 2.3.3 硬件描述语言简介16-17
• 第三章 本系统的硬件架构17-30
• 3.1 系统硬件电路总体设计17
• 3.2 电源电路设计17-20
• 3.2.1 电源电压的选择17-18
• 3.2.2 稳压电路18-19
• 3.2.3 硬件电路的抗干扰设计19-20
• 3.3 FPGA最小系统20-22
• 3.3.1 下载电路20
• 3.3.2 复位电路20-21
• 3.3.3 外部晶振21-22
• 3.4 DVI电路22-25
• 3.4.1 DVI接口22
• 3.4.2 DVI传输协议22-23
• 3.4.3 DVI数据解码23-25
• 3.5 存储芯片设计25-28
• 3.5.1 FLASH设计25-26
• 3.5.2 SDRAM芯片设计26-28
• 3.6 VGA显示接口电路28-30
• 第四章 FPGA程序模块设计30-39
• 4.1 DCM时钟管理30-31
• 4.2 DVI程序模块设计31-32
• 4.3 FIFO缓存设计32-33
• 4.4 SDRAM设计33-37
• 4.4.1 SDRAM初始化34
• 4.4.2 SDRAM读写操作34-36
• 4.4.3 预充电操作36-37
• 4.4.4 SDRAM自刷新37
• 4.5 RAM乒乓操作37-39
• 第五章 图像处理模块设计39-49
• 5.1 实时采集图像的特点39
• 5.2 数字图像表示方法39-40
• 5.3 图像处理算法40-44
• 5.3.1 改进型中值滤波40-42
• 5.3.2 边缘检测42-44
• 5.4 图像处理在FPGA中的实现44-47
• 5.4.1 中值滤波的FPGA实现44-47
• 5.4.2 边缘检测的FPGA实现47
• 5.5 实验仿真及结果分析47-49
• 5.5.1 实验过程介绍47-48
• 5.5.2 实验仿真以及结果分析48-49
• 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-53
• 附录:攻读硕士期间取得的成果53

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本文编号：747035