基于FPGA的視頻圖像放大處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、圖像放大作為圖像處理的一個(gè)基本操作，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、醫(yī)學(xué)、遙感等領(lǐng)域的圖像處理與顯示中。盡管采用PC機(jī)的軟件處理方法可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的圖像縮放算法，并且放大后的圖像質(zhì)量較高，但由于其實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算時(shí)間較長，并不適用于實(shí)時(shí)性要求較高的視頻圖像處理系統(tǒng)。因而利用硬件來實(shí)現(xiàn)視頻圖像的縮放已經(jīng)成為視頻圖像處理研究的一個(gè)重要課題。隨著現(xiàn)場可編程門陣列技術(shù)的突飛猛進(jìn)，F(xiàn)PGA逐漸進(jìn)入數(shù)字信號處理領(lǐng)域，由于其無可比擬的并行處理能力和可重構(gòu)的特點(diǎn)，在實(shí)

2、時(shí)圖像處理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 本文提出了一種基于FPGA的視頻圖像放大處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)中根據(jù)視頻信號的處理過程，搭建了視頻圖像處理系統(tǒng)的總體框架，并針對圖像插值算法的特點(diǎn)提出了算法硬件實(shí)現(xiàn)的具體方案；接下來以I2C總線控制模塊、數(shù)字視頻解碼模塊、視頻放大核心處理模塊、存儲器控制模塊以及數(shù)字視頻編碼模塊為重點(diǎn)，采用VHDL語言和自頂向下的設(shè)計(jì)方法對它們進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證；最后論文提出了視頻圖像放大處理系統(tǒng)改進(jìn)

3、的方向。
　　 本文設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于怎樣合理地進(jìn)行功能模塊劃分構(gòu)建算法實(shí)現(xiàn)的硬件框架和如何將理論性的算法公式在硬件平臺上并采用VHDL語言進(jìn)行行為級的描述，使模塊功能得以穩(wěn)定、有效、實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)。首先，將占用較多硬件資源的二維插值框架分解成兩步進(jìn)行的一維空間插值框架，簡化系統(tǒng)的復(fù)雜程度；其次，針對雙線性算法對雙一維框架進(jìn)行了細(xì)致的設(shè)計(jì)，構(gòu)造出更簡潔快速，更有針對性的算法實(shí)現(xiàn)框架；最后，將理論性的插值算法公式成功地移植到硬件平臺上。同