基于FPGA的线阵CCD图像处理系统研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanyao88
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在航天、军事、工业检测等领域,图像的高速采集与实时处理具有重要的价值,工业检测对图像传感器提出了较高的要求。线阵CCD以其分辨率高、成本低等优点,适合用于工业现场环境。因此,基于线阵CCD图像处理系统在工业现场环境下具有广阔的应用前景。  图像处理系统在实际应用中对图像的采集、处理以及传输速度提出了新的要求,要求系统的实时性好。现场可编程门阵列(FPGA)作为目前应用最为广泛的可编程器件之一,它具有丰富的逻辑和存储资源,能够实现并行操作和流水线处理等。相比于ARM、DSP,FPGA具有处理速度快、可移植性强以及动态配置灵活等优点,这些特点使得FPGA非常适合图像处理领域。  本文设计并实现了一款基于FPGA的线阵CCD智能图像处理系统。该系统采用东芝公司的线阵CCD芯片TCD1209D作为图像传感器,采用ADI公司的专用图像处理芯片AD9945完成CCD输出信号的放大和模/数转换。系统以ALTERA公司CycloneⅣ系列FPGA为核心,产生模拟前端的驱动信号以及对外围器件进行控制。利用硬件描述语言Verilog HDL设计了图像数据的采集、图像数据的缓存、FIFO、USB2.0和RS485通信、图像滤波和边缘检测等模块,并通过Altera提供的QuartusⅡ13.0开发平台和Mentor提供Modelsim SE10.0对整个系统做前端的仿真验证。  测试结果表明,基于FPGA的线阵CCD智能图像处理系统可实现图像信号的高速采集、传输及处理,具有集成度高、实时性好、便于移植等优点。图像经过FPGA预处理之后,不仅有效地抑制了噪声,还增强了图像的边缘信息,更加有助于工业检测。
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