數字圖像系統有哪些組成部分？

數字圖像系統有哪些組成部分？實時圖像處理壹直是視覺領域的研究熱點。為了突破圖像處理速度的設計瓶頸，人們做了大量的工作。壹般來說，單片機和數字信號處理器是實現它的主要途徑。隨著集成電路技術的快速發展和產業化進程，高速可編程邏輯器件cpld和fpga迅速普及，並且日益復雜。利用eda技術和cpld、fpga開發相應的圖像處理模塊，加快處理速度，提高設計效率，已經成為壹種全新的解決方案。本文以圖像中值濾波器為例，討論其在可編程邏輯器件上的實現方案、模塊化設計和功能單元的相對獨立性。該系統具有良好的可擴展性和可重構性。1中值濾波的原理是壹種非線性平滑方法，將像素的灰度值在壹個滑動窗口中排序，用中值代替窗口中心像素的灰度值。對脈沖幹擾和椒鹽噪聲有很好的抑制效果，在抑制隨機噪聲的同時能有效保護邊緣不模糊。二維中值濾波有多種窗口形狀。如直線、正方形、十字形、圓形、菱形等。不同形狀的窗口產生不同的過濾效果。通過研究，很多文獻認為交叉中值濾波的效果優於平方中值濾波，交叉中值濾波有不同的形式形成不同的濾波特性，其數據可以從平方數據中得到。最常用的交叉中值濾波是對五個相鄰像素進行排序。以確定中心點的值。2.fpga中的lpm- fifo可以接收來自圖像主處理器的1幀窗口接收模塊數據。fifo(先進先出)是壹種具有可設置參數的先進先出存儲模塊，常用作高速數字系統中的緩存。用於實現快速數據采集、順序存儲和傳輸。由於fifo的寫(讀)時間只需要壹個時鐘周期，不需要在地址上加1，與傳統的ram存儲器相比，存儲速度大大提高。根據交叉濾波的原理，對待處理的圖像數據可以按照每三列分成壹幀的原則進行處理。框架窗口在圖形窗口的壹列步驟中從左向右移動。圖像主處理器和可編程芯片之間的傳輸以幀同步的方式進行。幀窗口中的圖形數據每三行構成壹個像素處理窗口。壹步壹行地從上到下移動。lpm- fifo模塊可通過原理圖或vhdl語言定制。通過調用lpm- fifo模塊並添加相關輔助電路，完成了模塊的設計。端口信號設計如圖3所示。3.系統軟件的設計采用eda設計思想，采用自頂向下的設計方案。根據系統需求，首先進行總體邏輯設計，建立頂層框圖，然後細分各個功能模塊，進壹步設計各個具體模塊。設計過程主要基於vhdl描述語言，也可以用原理圖和狀態圖來描述。設計結果可以根據器件特性進行模擬和綜合。最後下載到fpga和cpld中實現硬件功能。本項目軟件模塊的設計適用於上述硬件電路功能，主要由fifo電路模塊、sipo串入並出模塊、像素刷新模塊和中值濾波模塊組成。軟件部分主要用vhdl語言完成。為了降低設計復雜度，部分功能的實現直接調用lpm巨型功能塊來簡化設計。lpm巨型功能塊可通過原理圖或vhdl文本調用定制。完成各個功能模塊的設計後，封裝成組件，通過頂層設計文件中的組件實例化語句進行連接。