基于FPGA的图像采集及处理系统设计

【摘要】图像处理技术与计算机技术和微电子技术有着密不可分的联系,目前实现图像处理的硬件平台已经多样化,软件算法也在被不断改进。FPGA(现场可编程门阵列)凭借其高速、并行、灵活的特点,在数据量庞大的图像处理领域引起了人们越来越多的关注。本文采用以Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C35F484C8作为核心芯片的硬件开发平台,在软件QuartusⅡ9.1中,通过VerilogHDL编程实现了OV7670摄像头模块、SDRAM模块、中值滤波器、边缘检测模块、VGA显示模块。系统利用OV7670摄像头实时采集图像数据,并将采集到的RGB565格式的图像数据送至SDRAM中存储。SDRAM的初始化操作、读写操作、刷新操作等由SDRAM控制器来完成。系统从SDRAM中读取图像数据,采用快速中值滤波算法进行中值滤波处理,之后再由边缘检测模块提取图像边缘信息。中值滤波器和边缘检测模块的程序设计都采用了QuartusⅡ9.1中提供的宏模块。处理后的图像信息经数模转换芯片ADV7123将数据转换为模拟信号输出,在VGA显示器上完成图像显示。系统中图像数据的存储和读取采用乒乓操作,加快了图像数据的存储和读取速度；并且在中值滤波器和边缘检测模块中均采用并行处理的方法,提高了图像处理的速度。整个系统的分析、设计、仿真与验证都在软件开发平台QuartusⅡ9.1中完成,并在以EP2C35F484C8芯片为核心的硬件平台上得到了验证。
【作者】杨光耀；
【导师】魏凤歧；
【作者基本信息】内蒙古大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】FPGA；OV7670摄像头；SDRAM；中值滤波器；边缘检测；

【参考文献】
[1]黄亦申,董晨晨,翁晓红,潘柏松.面向卓越工程师培养的CDIO实践平台建设探索[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2013,04:442-445.
[2]齐崇海.FClO_2/ClClO_2分子的光谱常数和非谐振力场的从头算研究[D].鲁东大学,原子与分子物理,2014,硕士.
[3]刘维军.最优自适应模糊复合控制研究与应用[D].西北工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[4]徐璐.城乡结合部小学中段年级习作教学存在的问题及对策研究[D].内蒙古师范大学,小学教育（专业学位）,2012,硕士.
[5]王霁雯.高等职业院校英语学习策略研究[D].湖北工业大学,职业技术教育学,2014,硕士.
[6]徐少飞.A省移动垃圾短信治理项目的进度管理研究[D].南京邮电大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[7]郝维国.WTO框架下金融创新的知识产权保护[D].山西大学,经济法学,2004,硕士.
[8]吴晓峰,利铭,司鹏,裴常明,王海.PLC在莱钢转炉自动控制系统中的应用[J].冶金自动化,2003,05:55-57.
[9]陈婷.权力腐败的文化因素研究及其形成机理[D].华中科技大学,行政管理,2013,硕士.
[10]张晓伟.安平县丝网产业发展战略研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[11]戴令正.自然图像分割算法的研究[D].南京理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[12]阳颖杰.威胜能源大客户营销策略研究[D].湖南大学,MBA,2013,硕士.
[13]张国强,黄朝章.卷烟纸的透气度等设计参数对卷烟主流烟气中氨释放量及焦油含量的影响[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2014,05:39-43.
[14]张智强.提升庄河市志愿服务水平研究[D].大连理工大学,MPA（专业学位）,2012,硕士.
[15]侯翠云.河北省女子排球队现状分析[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.
[16]顾欣.文件透明加密保护系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[17]刘慧莹.脐带间充质干细胞及气体治疗急性肺损伤的实验研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,军事预防医学,2014,博士.
[18]邢臻.跨国企业保险的核保影响因素实证研究[D].浙江工商大学,保险（专业学位）,2014,硕士.
[19]张燕.虚拟筛选元数据管理系统的研究[D].兰州大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[20]崔书平.医用光纤温度计的研究[D].沈阳工业大学,检测技术与自动化装置,2003,硕士.
[21]王小龙.科学家用石墨烯制成纳米二冲程发动机[N].科技日报,2014-05-17002.
[22]陈启林.GaN/AlGaN半导体异质结的材料生长研究[D].华中科技大学,光学工程,2013,硕士.
[23]丛玮.论生态电影之和谐重生美学精神[D].南京师范大学,文艺学,2012,硕士.
[24]韩如冰.粉末活性炭与MBR联合去除水源中微污染有机物[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[25]陈婉静.滨江城市城区滨水空间开发利用与管理研究[D].西南交通大学,公共管理,2014,硕士.
[26]王晓辰.2008-2012年《咬文嚼字》所评选年度流行语研究[D].河北大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[27]关炳炳.纪录片拍摄的现场控制意识研究[D].西北大学,戏剧与影视学,2013,硕士.
[28]孙怡.哈代《还乡》和《德伯家的苔丝》景物描写中的反讽[D].广东外语外贸大学,英语语言文学,2004,硕士.
[29]赵权.电力系统二次设备防雷机理及试验研究[D].广西大学,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[30]丁丹丹.猪链球菌2型cps2E基因缺失株构建及生物学特性研究[D].华中农业大学,预防兽医学,2014,硕士.
[31].浙江工业大学机械电子工程研究所[J].中国机械工程,2013,12:1705.
[32]胡志超.多弧离子镀膜生产过程智能控制系统的研究[D].湖南工业大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[33]伍楷.论官员坐牢补偿的刑法规制[D].西南政法大学,刑法学（专业学位）,2012,硕士.
[34]李清.基于本体的云服务中心构建与运行框架的研究与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[35]姚阳.血管内皮生长因子对血管内皮细胞αv整合素表达的影响[D].中国医科大学,骨科学,2004,硕士.
[36]杨丽娜.雷公藤制剂的指纹图谱与抗炎细胞药效学研究[D].福建中医药大学,中药学,2014,硕士.
[37]陈来钱.泄压保护装置在长距离输水管道水锤防护中的作用研究[D].长安大学,市政工程,2013,硕士.
[38]杨鹏,杨景,王亮.银川东—胶东±660kV直流输电工程无功控制逻辑的改进[J].电力系统自动化,2011,16:105-107.
[39]吴蓉.认知行为团体对大学新生社交焦虑的干预研究[D].华中师范大学,应用心理,2014,硕士.
[40]刘振鹿.基于LDA的潜在语义空间分析及Web文档聚类的研究与实现[D].东北大学,计算机软件与理论,2010,硕士.
[41]余剑敏.中学物理教学中多媒体网络教学手段应用的研究[D].江西师范大学,教育,2003,硕士.
[42]郭生海.中国钻石消费结构及其影响因素研究[D].中国地质大学（北京）,工商管理,2012,硕士.
[43]郑玉彤.建立源程序级的CACHE意识[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,01:51-55.
[44]商玲玲.禽流感病毒NS1蛋白与NOLC1蛋白相互作用对宿主细胞凋亡的影响[D].辽宁大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[45]高俊艳.超冷铷原子中双静止光的相干产生和可控释放[D].吉林大学,光学,2013,硕士.
[46]李太辉.高成长中小企业的商业模式研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]张作霞.行政电子监察系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[48]白静.白藜芦醇对高脂诱导肥胖与肥胖抵抗小鼠氧化还原状态及肝脏基因表达的影响[D].江南大学,营养与食品卫生学,2012,硕士.
[49]张黎亮.滚装客船运输安全综合评价[D].大连海事大学,交通信息工程及控制,2004,硕士.
[50]莫宏伟,唐娜,金鸿章,徐立芳,吕淑萍,管凤旭.免疫阴性选择分类器在信息恢复中的应用[J].计算机学报,2005,08:1314-1319.