【摘 要】
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汽车安全问题一直倍受人们的关注,基于视频的汽车防撞系统能够分析车辆行驶时周围的环境来判断有可能发生的危险情况,然后及时地发出预警,以此来提高行驶的安全性。但是视频图像数据量巨大,传统的串行处理器用软件处理图像的方式使得系统的实时性很难达到实际的要求。为此本文设计了一个基于FPGA的实时图像采集和预处理系统,该系统作为汽车防撞系统的前端,将图像的预处理移到FPGA上进行,能有效地提高整个系统的实时性
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汽车安全问题一直倍受人们的关注,基于视频的汽车防撞系统能够分析车辆行驶时周围的环境来判断有可能发生的危险情况,然后及时地发出预警,以此来提高行驶的安全性。但是视频图像数据量巨大,传统的串行处理器用软件处理图像的方式使得系统的实时性很难达到实际的要求。为此本文设计了一个基于FPGA的实时图像采集和预处理系统,该系统作为汽车防撞系统的前端,将图像的预处理移到FPGA上进行,能有效地提高整个系统的实时性。本文搭建的系统硬件架构为OV5640图像传感器采集图像、SDRAM缓存图像数据、FPGA对图像进行预处理以及LCD显示屏显示处理效果。在此基础上首先完成了图像采集和显示功能,然后从实时性的角度考虑,确定了图像处理流程为图像灰度化、中值滤波算法进行图像滤波和Sobel算子进行边缘检测,以此来更快地提取图像中物体的边缘轮廓。之后为了提高图像处理的速度,用流水线设计对原本的串行图像算法进行了并行处理。最后在FPGA上完成电路设计后,将其与OV5640、SDRAM和LCD一起搭建成完整的系统,用仿真软件Modelsim和逻辑分析仪Signal Tap进行测试和分析。实验结果表明,对一帧800×480分辨率的图像进行上述预处理,本系统的处理时间约为8ms,在实时性上有极大的提高,且具有良好的处理效果,符合设计的预期。
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