基于DSPFPGA的实时图像处理平台.pdfVIP

全国第妻嚣主未蓑≯联合貅馘舣集 ：，， 6．5基于DSP+FPGA的实时图像处理平台 张国华甄巍松李国强 中国一航第六一三研究所 FPGA芯片的实时图像处 摘要：本文介绍了基于TI公司的DSP芯片和Alters公司的现场可编程逻辑阵争1 理平台，该平台采用DSP为主处理器，完成算法逻辑复杂、运算量小的图像处理算法：采用FPGA为协处理器． 完成算法逻辑简单，运算量大的图像预处理算法．系统结构简单，运算速度高，使用灵活，经实验验证可完 x 成全视场-(320256)．高帧频(100Hz)复杂图像处理算法(如红外弱目标检测跟踪算法)的实时处理要求． 关键词：DSPFPGA图像处理 一、引言 由于图像处理技术近年．米得到丫极人的重说和K足的发展，…现-r许多新理论、新算法和新应用。I叫时 新算法和新心用对硬件运行环境也挺…丫史商的婴求。和滴帧频T作环境下，幽像处理的数据益人·．实时性 要求高，这就需要商速图像处理硬件，F台的支持．奉史介绍的尜于DSP-4-FPGA的实时图像处理1‘台可以满 足商帧频下复杂图像处理算法(如红外弱目标检测F娃踪算法)的实时处理要求． 运算结构相对简单、运算量人的幽像预处理算法，利用TI公id的DSP芯完成算法逻辑复杂、运算量小的 图像处理算法，充分发挥FPGA和DSP备白优点，整个硬件的系统结构简单，运算速度扇，使用灵活。 二、系统结构 Stratix系列FPGA 作为图像帧存，使得在图像采集的同时DSP可进行实时处理。系统结构幽如{釜I1所求。 ，系统可接收模拟视频和数宇视频，模拟视频经过视频A／D转换为数7幽像送入FPGA，数?≯视频经过数 字视频转换接口电路电送入FPGA，FPOA内部二选一后町分为三路数据流：一路直接送入图像采集帧1筝l供 DSP处理原始数据；一路经过图像预处理后送入图像采集帧存2供DSP进行后续的处理；一路经过姓示格式 的变换送入显示帧存．显示帧存的图像经过DSP叠加l必要的!，符和幽形信息后送视频D／A转换，可输：|；模拟 视频信号显示． DSP通过图像采集帧存l和2，在原始图像和顶处理后图像采集的同时，可访问这些图像数据进行实时 处理；DSP可在视频消隐期问通过二选一咆路访问显匀÷帧存，叠加址豕需要的‘，符和图形竹息；DSP外部的 通讯接口用于和j∈它子系统(如控制了系统)的通讯。 FPGA完成多路图像数据的采集显示控制逻辑。完成幽像滤波等预处理算法分担DSP一部分图像处理任 务，同时FPGA可完成显示数据的变换，如14到8位的变换等，二二选一也在FPGA内实现。 系统中采用双121存储器作为图像采集帧存和娃豕帧存，既保证的系统的实时性。又使得复杂的多总线访 问存储器变得逻辑结构简单． 三、硬件设计原理 整个系统主要分为视频图像采集模块、FPGA控制处理模块、DSP图像处理模块、视频图像显示模块、 数据通讯模块和电源变换模块等六个部分．FPFA控制处理模块是系统数据流的调度中心。DSP图像处理模块 是系统的主处理器，电源交换模块产生系统所需的各种直流电源．下面分别对系统的主要模块做以介绍。 1．视频图像采集模块 数字视频信号． 234 6．DSP技术的开发应用 和】C它 模拟说顿 系统通讯 阿I系统结构框酗 模拟视频豹采集转换采用AD公司的ADV7181B完成A／D转换，ADV7181B可接收NTSC、PAL等多种 字图像数据和同步信呼送入FPGA。 内部进行幽像数据的二选一后进行豳像的采篡控制。