近年來,圖像信息采集與處理技術(shù)不斷進(jìn)步,開始呈現(xiàn)出分辨率和幀率越來越高的發(fā)展趨勢(shì),這就產(chǎn)生了一系列問題,例如圖像在傳送的過程中不穩(wěn)定、圖像處理系統(tǒng)的效率較低等。同時(shí)由于圖像信息的畫面更加復(fù)雜和多樣化,用戶在圖像的采集有效性和清晰程度等方面的需求日益擴(kuò)大,而現(xiàn)有的圖像采集與處理系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)地傳輸這些信息,因此圖像采集模塊亟需克服這些困難,以滿足社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展的要求,本文設(shè)計(jì)的圖像信息采集模塊將面向提高圖像的傳送效率和實(shí)時(shí)性兩個(gè)目標(biāo)。提高圖像的分辨率和幀率,就必須增加傳輸系統(tǒng)硬件的帶寬,因此本文的設(shè)計(jì)方案采用了USB3.0和FPGA相結(jié)合的硬件構(gòu)造。首先,詳細(xì)研究了圖像信息數(shù)據(jù)的不同傳送方式,確定使用匹配的硬件接口,從而使USB3.0所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量達(dá)到較高的水平,使整個(gè)的信息傳輸過程更加快速、高效。其次,對(duì)圖像的幀率進(jìn)行校驗(yàn),使圖像的幀率保持一致,建立圖像采集模塊的容錯(cuò)與修正系統(tǒng),同時(shí)增設(shè)了緩存區(qū)來防止圖像數(shù)據(jù)的誤刪和丟失,維護(hù)圖像采集模塊的運(yùn)行穩(wěn)定。再次,針對(duì)圖像處理的實(shí)時(shí)性,本文利用了FPGA強(qiáng)大的并行處理數(shù)據(jù)的能力,在對(duì)圖像信息進(jìn)行收集之后增設(shè)了圖像預(yù)處理的模塊,這一部分...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 FPGA與USB3.0 的原理及技術(shù)介紹
        1.3.1 FPGA的原理及技術(shù)介紹
        1.3.2 USB3.0 的原理及技術(shù)介紹
    1.4 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第2章 圖像采集與處理模塊的硬件部分設(shè)計(jì)
    2.1 模塊需求與總體設(shè)計(jì)
        2.1.1 模塊設(shè)計(jì)需求
        2.1.2 總體設(shè)計(jì)方案
    2.2 電子元件的選擇
        2.2.1 傳感器的采用
        2.2.2 FPGA主控制器的采用
        2.2.3 存儲(chǔ)器的采用
    2.3 VHDL語言設(shè)計(jì)
第3章 圖像信息傳輸部分的設(shè)計(jì)
    3.1 USB3.0 部分的傳輸過程
        3.1.1 圖像數(shù)據(jù)吞吐量
        3.1.2 FIFO接口的狀態(tài)及工作過程
    3.2 FPGA部分的傳輸過程
        3.2.1 數(shù)字圖像幀的同步過程
        3.2.2 數(shù)據(jù)緩存部分的設(shè)計(jì)
    3.3 小結(jié)
第4章 基于FPGA的圖像預(yù)處理部分的設(shè)計(jì)
    4.1 統(tǒng)計(jì)排序處理
    4.2 像素卷積處理
    4.3 FPGA圖像的預(yù)處理運(yùn)算方法
        4.3.1 中值濾波運(yùn)算
        4.3.2 Sobel邊緣檢測(cè)算子
    4.4 小結(jié)
第5章 圖像采集與處理模塊的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.1 圖像采集模塊的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
    5.2 帶寬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 圖像信息的預(yù)處理過程
    5.4 小結(jié)
第6章 研究結(jié)論與未來展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：4038100