本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的顯微圖像采集平臺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：顯微鏡在生物醫(yī)學(xué)、植物學(xué)和微電子等相關(guān)領(lǐng)域具有不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)操作員使用傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡時直接用眼觀察,無法保存觀察結(jié)果,顯微圖像分析結(jié)果好壞全憑個人能力決定。普通光學(xué)在觀察大批量的同類型的觀察素材時,顯微圖像分析處理不能獲得圖像處理軟件的幫助,因而需要大量的人力資源。這些原因也就造成了個人工作效率低。綜上所說傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡在某些特定領(lǐng)域使用過程中顯露出越來越多的局限性。為了克服這些缺點(diǎn),研究人員根據(jù)光學(xué)、光學(xué)材料學(xué)、微電子學(xué)等各方面的知識光學(xué)設(shè)計(jì)出了數(shù)碼顯微鏡。數(shù)碼顯微鏡配備高分辨率的光學(xué)感光元件,能夠?qū)⒓t綠藍(lán)三種不同顏色的光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電荷。數(shù)碼顯微鏡的控制系統(tǒng)可以采集這些元件的電荷并將其數(shù)字化。最后數(shù)碼顯微鏡的內(nèi)置微控制器可以控制這些數(shù)據(jù),并通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。上位機(jī)圖像處理軟件可以將數(shù)字圖像進(jìn)行實(shí)時顯示。最后還可以對顯微圖像進(jìn)行處理以獲得更加清晰的目標(biāo)圖像。由于數(shù)字圖像處理,底層圖像處理的數(shù)據(jù)量很大,要求處理速度快,但運(yùn)算結(jié)果相對比較簡單,并且處理圖像時所有元素均需施以相同的操作。數(shù)字圖像處理的這些特點(diǎn)非常適合于映射到FPGA架構(gòu)中由硬件算法實(shí)現(xiàn)。綜上所述本文提出了一種關(guān)于顯微鏡的改進(jìn)方法。在這種方法中利用OV7670模塊采集顯微圖像,然后在FPGA芯片內(nèi)嵌算法對顯微圖像進(jìn)行預(yù)處理,最后通過USB數(shù)據(jù)總線將圖像傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中。基于FPGA顯微圖像采集平臺控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能:1.利用OV7670模塊完成顯微圖像采集;2.通過VGA接口完成顯微圖像的液晶屏顯示;3.利用USB數(shù)據(jù)總線完成圖像數(shù)據(jù)傳輸。4.在上位機(jī)中對顯微圖像進(jìn)行采集并通過MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)顯微圖像算法仿真驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：顯微圖像采集 USB數(shù)據(jù)總線 顯微圖像分割 內(nèi)嵌算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究內(nèi)容13-14
• 第2章 顯微圖像采集平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案14-21
• 2.1 顯微圖像采集平臺控制系統(tǒng)功能模塊的劃分14-19
• 2.1.1 光學(xué)成像模塊14-15
• 2.1.2 圖像采集模塊15-17
• 2.1.3 圖像傳輸模塊17-18
• 2.1.4 圖像顯示模塊18-19
• 2.2 系統(tǒng)總體方案19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 顯微圖像采集平臺控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)21-36
• 3.1 系統(tǒng)硬件概述21-22
• 3.2 最小系統(tǒng)22-24
• 3.2.1 SDRAM存儲系統(tǒng)電路23-24
• 3.2.2 VGA接口驅(qū)動電路24
• 3.3 USB接口電路設(shè)計(jì)24-29
• 3.3.1 CY7C68013芯片特點(diǎn)25-26
• 3.3.2 CY7C68013芯片結(jié)構(gòu)26
• 3.3.3 CY7C68013同步FIFO配置26-29
• 3.4 OV7670攝像頭模塊29-34
• 3.4.1 OV7670的特性及功能框圖29-31
• 3.4.2 OV7670攝像頭硬件電路31-33
• 3.4.3 OV7670的參數(shù)控制方法33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第4章 顯微圖像的傳輸及處理算法36-46
• 4.1 USB接口程序設(shè)計(jì)36-41
• 4.1.1 USB固件程序及驅(qū)動程序設(shè)計(jì)36-39
• 4.1.2 安裝過程39-40
• 4.1.3 CY7C68013幀同步及抽幀寫入功能設(shè)計(jì)40
• 4.1.4 FPGA程序工作流程40-41
• 4.2 顯微圖像處理41-45
• 4.2.1 基于小波模極大與區(qū)域生長的圖像分割方法41-42
• 4.2.2 二維小波模變換模極大與圖像邊緣提取42-44
• 4.2.3 基于小波模極大的區(qū)域生長算法44-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與測試46-53
• 5.1 圖像采集系統(tǒng)組成46-48
• 5.2 采樣速率與USB數(shù)據(jù)傳輸速率的匹配測定48-49
• 5.3 顯微圖像處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-52
• 5.3.1 顯微圖像采集49
• 5.3.2 顯微圖像分割算法仿真結(jié)果分析49-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 致謝58

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣先剛;醫(yī)學(xué)顯微圖像管理系統(tǒng)研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2001年06期

2 鄭仙斌,徐向東,陸祖康,黃桂灶;一種用于植物細(xì)胞的顯微圖像處理系統(tǒng)[J];儀器儀表學(xué)報;2002年06期

3 楊英杰,黃勝國,藍(lán)青叁;顯微圖像識別及其在粒度分析中的應(yīng)用[J];礦業(yè)工程;2003年04期

4 王銀改;醫(yī)學(xué)顯微圖像數(shù)字化處理系統(tǒng)的裝配與應(yīng)用[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2004年05期

5 劉印鋒,葛華勇,王保華;醫(yī)學(xué)顯微圖像的數(shù)字化技術(shù)[J];中國醫(yī)療器械信息;2005年03期

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本文編號：1126102