隨著圖像處理技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,越來越多的圖像處理算法得以在硬件系統(tǒng)中實現(xiàn)實時運行。本文以開發(fā)一套高性能、可拓展的圖像旋轉(zhuǎn)兼具圖像放大功能為一體的系統(tǒng)為目標,從算法改進和硬件實現(xiàn)兩方面著手,合理設(shè)計硬件架構(gòu),嚴謹推導(dǎo)從原圖到旋轉(zhuǎn)放大圖的位圖映射關(guān)系,深入分析插值過程中的圖像降質(zhì)原因,并提出針對FPGA平臺的圖像銳化策略。通過對算法的并行性設(shè)計和硬件平臺優(yōu)化,系統(tǒng)達到了最高為640×512@100Hz的圖像四倍放大旋轉(zhuǎn)處理速度,本文所做主要工作總結(jié)如下。（1）算法設(shè)計。圖像旋轉(zhuǎn)與圖像放大是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的基礎(chǔ)性操作。在算法的硬件實現(xiàn)過程中,由于硬件資源及實時性要求限制,圖像旋轉(zhuǎn)中插值策略選擇過于簡單,其成像質(zhì)量有待提高。本文通過放大與旋轉(zhuǎn)算法研究,提出圖像旋轉(zhuǎn)放大聯(lián)合算法,并將其分為位圖映射和亞像素點插值兩個部分。在位圖映射中,通過原圖與放大圖坐標對應(yīng)關(guān)系、放大圖與旋轉(zhuǎn)圖之間坐標對應(yīng)關(guān)系,得出直接從原圖到旋轉(zhuǎn)放大圖的位圖映射關(guān)系,在實現(xiàn)兩個功能的同時,簡化算法流程。在亞像素插值過程中,基于感知域內(nèi)系數(shù)矩陣卷積導(dǎo)致的重建點模糊化問題,設(shè)計基于雙三插值模板的單方向增強模板方法,在視頻流... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 算法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 硬件實現(xiàn)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 基于雙三銳化插值模板的圖像放大旋轉(zhuǎn)聯(lián)合算法
    2.2 圖像旋轉(zhuǎn)算法概述
        2.2.1 空間坐標變換——直接法
        2.2.2 空間坐標變換——CORDIC迭代法
    2.3 圖像插值算法概述
        2.3.1 最近鄰插值法
        2.3.2 雙線性插值法
        2.3.3 雙三次插值法
        2.3.4 基于雙三銳化插值模板的增強方法
    2.4 基于雙三銳化插值模板的圖像放大旋轉(zhuǎn)聯(lián)合算法
    2.5 效果對比
    2.6 本章小結(jié)
第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)設(shè)計方案
        3.1.1 系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)指標
        3.1.2 總體設(shè)計方案
    3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.2.1 接口板設(shè)計
        3.2.2 核心板設(shè)計
    3.3 PCB設(shè)計
        3.3.1 PCB設(shè)計要點
        3.3.2 各模塊PCB板展示
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于FPGA的算法設(shè)計及優(yōu)化
    4.1 通信模塊設(shè)計
        4.1.1 UART通信
        4.1.2 IIC通信
    4.2 圖像數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計
    4.3 位圖映射模塊設(shè)計
    4.4 插值卷積濾波器設(shè)計
    4.5 DDR3 仲裁模塊設(shè)計
    4.6 輸出模塊設(shè)計
    4.7 性能優(yōu)化
    4.8 本章小結(jié)
第五章 成果展示及分析
    5.1 成果展示
    5.2 系統(tǒng)功能特性
        5.2.1 系統(tǒng)主要性能參數(shù)
        5.2.2 輸入圖像參數(shù)
        5.2.3 系統(tǒng)插值放大主要參數(shù)
        5.2.4 旋轉(zhuǎn)單元參數(shù)
    5.3 系統(tǒng)誤差分析
        5.3.1 數(shù)據(jù)誤差來源
        5.3.2 數(shù)據(jù)誤差處理
    5.4 視頻流處理速度分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]CORDIC算法的優(yōu)化研究及其硬件實現(xiàn)[D]. 戚芳芳.湖南大學(xué) 2012
[3]流水線圖像旋轉(zhuǎn)ASIC設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 趙堯.華中科技大學(xué) 2009
[4]基于USB2.0的CMOS圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 趙敬.太原理工大學(xué) 2009
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本文編號：3190685