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如何使用FPGA进行图像实时处理系统的设计
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由于现场实时测量的需要，机器视觉技术越来越多地借助硬件来完成，如DSP芯片、专用图像信号处理卡等。但是，DSP做图像处理也面临着由于数据存储与处理量大，导致处理速度较慢，系统实时性较差的问题。本文将FPGA的IP核内置缓存模块和乒乓读写结构相结合，实现了图像数据的缓存与提取，节省了存储芯片所占用的片上空间，并且利用图像预处理重复率高，但算法相对简单的特点和FPGA数据并行处理，结合流水线的结构，大大缩短了图像预处理的时间，解决了图像处理实时性差的问题。
1 系统架构和流程简介
本系统采用了FPGA与DSP相结合的架构，综合了各自的优点，使系统满足实时性要求的同时，又可以在后续任务中完成复杂算法的处理。系统的整体架构如图1所示。
系统上电后，CCD 相机向AD 转换芯片TVP5150输入PAL制式模拟图像信号，TVP5150将模拟信号转换成数字信号后，以ITU-R BT656格式传输到FPGA，FPGA对采集到的ITU-R BT656格式的图像数据去消隐化后进行预处理，处理完之后传输到DM642的VP0口，VP0以8位RAW 格式接收图像数据，并通过EDMA通道存储到连接在EMIFA接口上的SDRAM 中。经过DSP的图像处理后，将SDRAM 中的图像数据以ITU-R BT656的格式经DM642 的VP2 口传输到DA 芯片SAA7121，然后SAA7121进行DA转换后，将PAL制式的模拟信号输出到LCD显示器上显示。需要说明的是，TVP5150和SAA7121通过DM642的I2C总线接口配置。
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