本文基于Altera Cyclone RⅡ2C35FPGA设计了实时的边缘检测系统,其中包括图像数据的采集、图像数据格式转换、帧缓存器、边缘检测和VGA显示等模块。
利用硬件描述语言Verilog设计了上面各模块,并通过Altera提供的开发平台Quartusll10.0以及仿真工具Modelsim和Debussy对整个系统做前端的仿真验证。
通过实验保守证明实现了对40MHz视频数据的采集;实现了SDRAM在100MHz的频率下自动的写入和读出数据:边缘检测模块在显示频率25MHz下对480*680的图像进行实时处理。
本文的核心内容在于SDRAM控制器和边缘检测模块的设计。由于系统前后端的处理速度可能不同并且很多图像处理算法是基于帧进行的,所以实时图像处理系统帧缓存器是必需的。本文设计的多端口SDRAM控制器使SDRAM的应用类似于FIFO,能够在不同的数字图像处理系统间移植。在100MHz频率下,理论上可以同时实现50MHz的写入和读出。本文设计的Sobel边缘检测模块实现了模板内像素的同时输出,着重考虑了图像边界对空域滤波的影响,利用像素复制的方法使得到的边缘图像和原始图像大小相等。并利用补码和对信号位宽的控制实现了算数运算。
关键词:边缘检测;实时性;SDRAM控制器;FPGA
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