一种通用的基于FPGA的视频和图像处理可重构平台VIP专享

下载后可任意编辑一种通用的基于 FPGA 的视频和图像处理可重构平台Jie Li, Haibo He, Hong Man史蒂文斯科技学院电子与计算机工程系美国新泽西州 07030 霍博肯 {jli8，hhe，Hong.Man} @ stevens.eduSachi Desai美国陆军武器讨论进展和工程中心（ARDEC）新泽西州 07806 皮卡汀尼{ sachi.desai } @ us.army.mil摘要本文提出了一种通用的多任务可重构的视频和图像处理的平台。如今在许多视频和图像处理应用中，对处理能力的要求越来越高。所以超越软件实现，提供实时、低成本、高性能、可扩展硬件平台很重要。在本论文中，我们提出一个系统，在现场可编程门阵列(FPGA)中运用强大的并行处理结构来实现这一目标。根据拟议系统的层次体系结构和设计策略，在Xilinx 的 Virtex - II FPGA 的嵌入式一体化处理器，内存控制和接口技术上开发了一个原型系统。我们的系统包括不同的功能模块，如边缘检测，放大和缩小的功能，根据不同的应用要求，它使该系统作为通用的视频处理平台的灵活性很强。最终的系统利用了 20％的逻辑资源，50％的片内存储器，总功率消耗约 203mw。关键词可重构系统，FPGA 设计，视频和图像处理，边缘检测，图像缩放。1、引言视频和图像处理在当今消费电子产品社会中发挥了重要作用。在过去几十年来，关于这种技术，我们目睹了巨大的技术进展。随着这方面不断的技术革新，在消费类电子产品的讨论团体中已经提出许多新的机遇和挑战。例如，视频切换技术从标准清楚度（SD）到高清楚度（HD）处理的数据需要增加 6 倍［1］。视频监控也在不断变化，从传统的通用中间格式下载后可任意编辑（CIF）到 D1 的标准。为此，要增加处理能力的要求，如带宽，实时计算，低延迟，高产能和低功耗，一直是学术界和工业界主要努力讨论的焦点。视频和图像处理传统的计算通常需要高性能的专用硬件实现。虽然这样的专用集成电路（ASIC）通常可以提供高密度节能系统，但它需要一个复杂的设计过程。幸运的是，亚微米和深亚微米技术的进展使 FPGA 成为许多应用程序的强大的硬件平台［2］［3］。例如，一个命名为 Winscale 的使用区域像素模型的图像缩放算法在 FPGA 已实施［4］。此实现有五个功能块，包括预分频器、行缓冲器、win 滤波器、过滤器窗口内插器和滤波参数发生器。经过综合，最终的系统总共有 29000 个 NAND 等效门。在文献[5]中，有一个基于 FPGA 的 SPIHT 算法，一个基于小波的图像压缩编码器。各类离...