基于FPGA的四通道图像显示与降噪系统的设计

基于FPGA的四通道图像显示与降噪系统的设计(论文13000字)
摘要：图像处理在通用计算机及其软件系统应用方面已经有了较大的发展，但是由于串行计算量大，功耗消耗大以及体积大，所以在实时性和便捷性方面并不是太理想。为此，本文设计一种便携实时的图像采集与图像降噪为一体的硬件系统。本系统利用模拟摄像头以及视频解码芯片TW2867作为图像的采集模块，再利用FPGA核心模块处理图像，通过DDR3进行存储和调用数据。最后再选用VGA作为输出模式。系统中利用STM32F103对各芯片进行配置。测试结果表明该系统具有图像采集与降噪功能，同时具有低功耗，便于携带，实时性高等特点。
关键词：FPGA；图像采集；图像降噪；实时；便携

The design of real-time image denoising and filtering based on FPGA
Abstract: Image processing in the general computer and its software system applications have been a greater development, but because of the large amount of serial computing, power consumption and large size, so real-time and convenience is not too ideal. To this end, this paper designed a portable real-time image acquisition and image noise reduction as one of the hardware system. The system uses the analog camera and video decoder chip TW2867 as the image acquisition module, and then use the FPGA core module to deal with images, through the DDR3 storage and call data. Finally, select the VGA as the output mode. System using STM32F103 on the chip configuration. The test results show that the system has image acquisition and noise reduction function, and has the characteristics of low power consumption, easy to carry and high real-time performance.
Keywords: FPGA; image acquisition; image noise reduction; real-time;
 

目 录
1 绪论    1
  1.1研究背景及意义    1
  1.2 国内外的研究现状    1
  1.3 本课题研究任务    2
2系统硬件电路的设计    3
  2.1 总体电路的设计    3
  2.2 图像采集器的设计    4
    2.2.1 模拟摄像头模块    4
    2.2.2视频解码模块    4
  2.3 ARM控制器    6
    2.3.1 ARM微处理器的介绍    6
    2.3.2 STM32F103微处理器    6
    2.3.3 STM32F103最小系统的设计    6
  2.4 FPGA核心模块    7
    2.4.1 FPGA介绍与芯片选型    7
    2.4.2 FPGA 供电电源电路设计    9
  2.5 DDR3存储芯片    10
  2.6 闪存芯片    12
  2.7 视频输出模块的设计    13
  2.8 四通道显示模块的设计    15
  2.9 降噪模块的设计    16
  2.10 PCB布局与布线的设计    17
3 软件设计    20
  3.1 软件环境    20
  3.2 系统软件总体设计    21
    3.2.1 芯片配置    22
    3.2.2 TW2867视频分离模块的设计    23
    3.2.3 BT656解析模块的设计    23
    3.2.4降噪模块的设计    23
    3.2.5 存储模块    27
4 系统调试    29
  4.1 硬件实物    29
  4.2 功能调试    30
5 总结    31
参考文献    32
致谢    34