本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的工業(yè)相機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機(jī)器視覺技術(shù)不斷更新發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)智能化不在遙不可及,正在逐步成為現(xiàn)實。工業(yè)相機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)方面起到了巨大的作用。但目前而言,在使用環(huán)境較為苛刻的情況下,國內(nèi)產(chǎn)品化的工業(yè)相機(jī)效果并不理想,效果較好的檢測算法建立在高質(zhì)量視頻圖像的基礎(chǔ)之上,通過對基于FPGA的工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)近兩年的研發(fā),本文實現(xiàn)了一套基本滿足要求的工業(yè)相機(jī)系統(tǒng),并從系統(tǒng)的硬件、驅(qū)動、圖像處理算法以及算法的實現(xiàn)四個層面來介紹系統(tǒng)的開發(fā)過程,論文工作包括：第一章主要介紹當(dāng)前工業(yè)相機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,從硬件架構(gòu)以及圖像處理流程兩方面來闡述,并就國外設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行簡單的分析以及優(yōu)劣比較。第二章從設(shè)計系統(tǒng)的硬件架構(gòu),圖像處理算法和驅(qū)動模塊三個方面進(jìn)行整體性的描述,同時比較直觀的說明整個系統(tǒng)是如何工作的。硬件架構(gòu)方面主要介紹基于ALTERA的EP3C16F484的硬件開發(fā)系統(tǒng),以及各個硬件模塊的作用；圖像算法方面介紹相關(guān)算法以及整體流程；最后介紹系統(tǒng)中驅(qū)動模塊：視頻采集模塊驅(qū)動與VGA驅(qū)動。第三章重點介紹工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)的硬件架構(gòu),選取ALTERA的EP3C16F484作為主芯片設(shè)計硬件系統(tǒng),介紹系統(tǒng)中視頻圖像采集模塊、圖像處理模塊、VGA顯示模塊、按鍵控制模塊等,實現(xiàn)分辨率為1280*1024視頻流處理。第四章是本設(shè)計的核心部分,一方面對圖像處理相關(guān)算法進(jìn)行介紹,主要分析插值、去噪、自動白平衡、自動曝光、手動曝光、對比度調(diào)整、飽和度調(diào)整、銳化處理,并闡述整個系統(tǒng)算法的過程。另一方面重點介紹算法在FPGA上實現(xiàn)的過程以及架構(gòu),同時對實現(xiàn)過程中的要點進(jìn)行詳細(xì)說明。第五章著重介紹系統(tǒng)涉及的兩個重要驅(qū)動模塊即視頻采集驅(qū)動與VGA顯示驅(qū)動,詳細(xì)分析各自的時序,以及VGA驅(qū)動中的字符顯示控制,以便對系統(tǒng)深層次的了解。第六章對本文工作進(jìn)行總結(jié),說明本文所做的貢獻(xiàn),同時說明其中的不足并提出解決方案,以供以后進(jìn)行改善。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)相機(jī) FPGA 圖像采集 驅(qū)動
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)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3-4
• ABSTRACT4-9
• 引言9-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 工業(yè)相機(jī)硬件系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 圖像處理算法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第二章 系統(tǒng)概述16-22
• 2.1 工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)整體描述16-17
• 2.2 FPGA開發(fā)系統(tǒng)17-19
• 2.3 圖像處理過程概述19-21
• 2.4 驅(qū)動簡介21-22
• 第三章 工業(yè)相機(jī)硬件系統(tǒng)22-30
• 3.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)22-23
• 3.2 圖像采集板設(shè)計23-26
• 3.3 VGA驅(qū)動板設(shè)計26-27
• 3.4 按鍵控制設(shè)計27-28
• 3.5 SDRAM存儲器設(shè)計28-30
• 第四章 圖像處理算法與實現(xiàn)30-66
• 4.1 插值30-35
• 4.1.1 插值算法31-32
• 4.1.2 基于邊緣檢測的雙線性插值實現(xiàn)32-35
• 4.2 自動白平衡35-40
• 4.2.1 自動白平衡算法36-38
• 4.2.2 灰度世界算法實現(xiàn)38-40
• 4.3 去噪40-48
• 4.3.1 去噪處理算法40-42
• 4.3.2 混合濾波器的實現(xiàn)42-48
• 4.4 曝光48-54
• 4.4.1 自動曝光算法48-51
• 4.4.2 自動曝光以及手動曝光的實現(xiàn)51-54
• 4.5 對比度調(diào)整54-56
• 4.5.1 對比度調(diào)整方法54-55
• 4.5.2 對比度調(diào)整實現(xiàn)55-56
• 4.6 色彩飽和度增強(qiáng)56-61
• 4.6.1 色彩飽和度增強(qiáng)算法57-59
• 4.6.2 色彩飽和度調(diào)整實現(xiàn)59-61
• 4.7 銳化61-65
• 4.7.1 銳化模板61-62
• 4.7.2 銳化增強(qiáng)實現(xiàn)62-65
• 4.8 本章小結(jié)65-66
• 第五章 驅(qū)動設(shè)計66-72
• 5.1 視頻采集接口66-68
• 5.2 VGA驅(qū)動接口68-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 本文主要貢獻(xiàn)72
• 6.2 課題中存在的問題及進(jìn)一步研究72-73
• 6.3 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 在學(xué)期間的研究成果78-79
• 致謝79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李世軍;周惠芳;李強(qiáng);;視頻圖像采集平臺的研制[J];湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年03期

2 蔣偉;;基于高性能處理器的醫(yī)用X光視頻圖像采集和處理系統(tǒng)[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2011年22期

3 趙忠旭,沈蘭蓀,王愛民;視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];測控技術(shù);1998年06期

4 郭新勇,陳艷輝,張興堂,孫乘風(fēng),吳志申;掃描電鏡的動態(tài)視頻圖像采集[J];現(xiàn)代儀器;2005年01期

5 周緒兵;;視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計研究[J];電子世界;2013年16期

6 曾昭瑞;劉修泉;張煒;黃平;;體內(nèi)無線式內(nèi)窺鏡膠囊視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年20期

7 黃銳;;一種改進(jìn)的視頻圖像采集處理系統(tǒng)設(shè)計[J];電視技術(shù);2008年07期

8 李為民;韋衛(wèi)星;梁濟(jì)仁;;視頻圖像采集與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2006年04期

9 劉春梅;周山宏;;手術(shù)顯微鏡視頻圖像采集及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2006年03期

10 楊欽;周云飛;胡永兵;;基于FPGA的視頻圖像采集與顯示系統(tǒng)設(shè)計[J];計算機(jī)工程與設(shè)計;2013年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王義;唐樂;程建平;李元景;張斌全;;一種基于計算機(jī)并行口的視頻圖像采集電路[A];第11屆全國計算機(jī)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

2 劉澤偉;解梅;;基于FPGA的視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（1）[C];2008年

3 李浩;張玲霞;;基于嵌入式Linux的視頻圖像采集系統(tǒng)設(shè)計[A];第20屆測控、計量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

4 靳利國;李慶常;;基于PCI總線的視頻圖像采集系統(tǒng)[A];《制造業(yè)自動化與網(wǎng)絡(luò)化制造》學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

5 靳利國;李慶常;;基于PCI總線的視頻圖像采集系統(tǒng)[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第三屆制造業(yè)自動化與信息化技術(shù)交流會論文集[C];2004年

6 周良;石中鎖;;線陣CCD視頻圖像采集系統(tǒng)的USB接口設(shè)計[A];冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

7 涂軍;汪俊;高俊;;基于DSP+FPGA技術(shù)的視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計[A];通信理論與信號處理新進(jìn)展——2005年通信理論與信號處理年會論文集[C];2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊秀虎;基于ARM+Linux的嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動原理的研究與應(yīng)用開發(fā)[D];遼寧科技大學(xué);2015年

2 潘加昊;基于FPGA的工業(yè)相機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

3 王元松;視頻圖像采集系統(tǒng)的研究[D];長春理工大學(xué);2007年

4 周紅恩;無線視頻圖像采集與傳送系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2004年

5 司明鋼;數(shù)字視頻圖像采集、存儲與處理系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2005年

6 張淑君;基于PCI總線的視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

7 康迎曦;遠(yuǎn)程車載視頻圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計[D];湖南大學(xué);2007年

8 張熹;MDB設(shè)計及其在視頻圖像采集中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2007年

9 張愛鋒;基于PCI的高分辨率醫(yī)用X光視頻圖像采集及處理系統(tǒng)[D];南京理工大學(xué);2002年

10 胡s

本文編號：274206