本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的視頻圖像邊緣檢測優(yōu)化設計

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【摘要】：圖像處理技術(shù)已經(jīng)逐漸融入人們的日常生活之中,其特點是數(shù)據(jù)運算量大、處理速度高。現(xiàn)場可編程器件(FPGA),其豐富的內(nèi)部邏輯存儲資源、高處理速度和可移植性等,使其廣泛應用在實時圖像處理中。本文設計采用Altera公司的FPGA芯片,使用Verilog HDL硬件描述語言編寫。結(jié)合Quartus II以及ModelSim仿真驗證,實現(xiàn)系統(tǒng)FPGA實時Sobel圖像邊緣檢測優(yōu)化設計。通過系統(tǒng)方案論證設計出硬件方案,其中主要包括視頻圖像采集、SDRAM緩存存儲、中值濾波、Sobel邊緣檢測優(yōu)化算法運算和VGA顯示。首先,通過CMOS攝像頭采集實時視頻圖像,然后經(jīng)過FPGA數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)為二值圖像緩存至SDRAM中,再從SDRAM中讀取數(shù)據(jù)進行快速中值濾波降噪處理,濾波后數(shù)據(jù)送入Sobel邊緣檢測優(yōu)化算法模塊,最后將系統(tǒng)算法設計結(jié)果在VGA本地實時顯示。在設計過程中,充分利用硬件資源的前提下,通過算法改進和優(yōu)化,盡可能發(fā)揮FPGA并行性和流水線操作結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。本文的核心內(nèi)容是Sobel算子邊緣檢測算法的硬件實現(xiàn)。本文提出一種快速中值濾波算法,可以快速獲取目標中值,滿足實時性的快速響應要求。對比傳統(tǒng)的Sobel算子的水平和垂直兩個方向,本文在此基礎上增加兩個方向模板,即共采用4個Sobel算子方向模板進行算法優(yōu)化。結(jié)果表明,本系統(tǒng)能實現(xiàn)實時視頻圖像邊緣檢測的功能,并且優(yōu)化后算法邊緣檢測精度更高、抗噪聲能力更好。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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