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数字图像倍焦系统设计与实现综合实例之:设计需求分析与芯片选型

发布时间:2019-05-25 03:23 来源:未知 编辑:admin

  在数字图像处理和通信、遥感图像分析、医学成像诊断等应用领域,为了便于显示、观察或进行进一步的处理,常常需要对原始的数字图像进行特征提取(如边缘检测、边缘锐化)、噪声平滑滤波、几何校正、尺寸缩放等处理,这类图像处理技术称为图像的预处理。在实际应用中,图像的预处理功能很多可以通过

  基于FPGA的图像处理系统最大的优点就是灵活性,可以实现高度集成性,缩小产品的体积。而且,可以实现创新性的设计。

  本系统要实现的功能是对光学或者红外摄像机器输出的视频信号(模拟)进行数字倍焦处理。这样可以实现焦距拉长一倍的光学效果,然后仍然以原有的信号格式输出,送给显示设备。

  (1)视频输出制式:PAL或者NTSC可选,可以通过开关来切换。扫描方式为隔行扫描。

  本系统的主要功能是完成图像的实时插值放大算法,同时对体积和功耗有严格的要求。根据上面提出的指标进行如下的设计分析。

  基于ARM的系统不能和视频的编解码芯片直接互联,需要外围器件较多,电路体积会比较大。基于DSP的系统虽然能和视频的编解码芯片直接互联,体积可以满足要求,但是功耗会超标。因此,基于FPGA的方案是最佳的选择。

  由于本系统要求能够扩展5V的数字I/O,所以FPGA要能够兼容5V的信号输入。因此,选择Altera公司的ACEX1K系列FPGA器件。这个系列的芯片IO电压是3.3V的,但是输入支持5V电平。

  另外,为了满足图像插值放大算法要求,需要在信号采集系统中采样缓冲区。采集的信号速率越高,需要的缓冲区容量越大,以保证不丢失数据。

  的策略来完成数据的输入输出缓冲区管理。因此,选用了两片SRAM类型的存储器。相对于SDRAM器件,SRAM器件的控制方法更为简单,功耗也相对较低,可以满足本系统的要求。

  电源部分选择了电路简单的线性电源模块(LDO)。本系统属于低功耗系统,工作电流比较小,因此采用LDO芯片比较适合,如AS1117系列芯片。

  本系统对体积有严格要求,如果采用标准单板设计很难达到设计要求,因此,考虑层叠式的电路结构。将整个电路分成两块电路板,通过连接器,层叠式安装。这种结构可以充分利用空间,适合这种长宽要求严格,但是高度方面相对宽松的系统。

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