基于SOPC的视频降噪系统的研究与硬件设计VIP免费

西南科技大学毕业设计（论文）题目名称：基于SOPC的视频降噪系统的研究与硬件设计年级：2003级■本科□专科学生学号：20035004学生姓名：吴静指导教师：刘桂华学生单位：信息工程学院技术职称：副教授学生专业：电子信息工程教师单位：信息工程学院西南科技大学教务处制基于SOPC的视频降噪系统的研究与硬件设计摘要：图像的复原技术对于人们提取有用信息起到了关键作用。图像降噪技术属于图像复原技术。现在的降噪技术有均值滤波、维纳滤波、中值滤波、小波降噪法等。现在，降噪技术考虑的更多的是图像处理系统的实时性，而用FPGA器件对图像进行处理，则解决了系统的实时性问题。基于FPGA的可编程片上系统（SOPC）在设计上的灵活性和运算高速性的特点，有利于实现整个系统。在设计时，选用中值滤波算法对图像进行处理，核心算法的实现则通过VHDL语言实现的。在SOPCBuilder下添加PIO、JTAGUART、EPCS等组件，并生成系统。整个系统是由一个CPU进行控制的，这个IP软核是从NiosⅡ中调用的，并结合软件进行调试。该系统是基于StratixⅡ器件中的EP2S30F484C3芯片，占用了39%的系统资源。通过对各个模块及系统的调试，可以证明系统处理的速度是比较理想的。关键词：图像处理；降噪技术；中值滤波；SOPCTheResearchandHardwareDesignofVideoNoiseReductionSystemBasedonSOPCAbstract:Imagerecoverytechnologyplaysakeyroleinextractingusefulinformation.Theimagenoisereductiontechnologybelongstoimagerecoverytechnology.Now,thetechnologyofimagenoisereductionincludesmeanfilter,Wienerfilter,medianfilter,noisereductionalgorithmbasedthewaveletandsoon.Nowadays,noisereductiontechnologyislookeduponasakeytechnologyforreal-timeimageprocessingsystem,andprocessedimageswithFPGAdeviceswillsolvetheproblemofreal-timeapplication.TheSOPCtechnologybasedonFPGA,whichhastheadvantageofflexibilityandhighspeed,isfavorableforrealizingtheentiresystem.Inthedesign,themedianfilterischosetoprocessimages.ThekeyalgorithmisachievedthroughtheVHDL.ThefunctionmodulessuchasPIO,JTAGUARTandEPCSareintercalatedinSOPCBuilder,andthenthesystemisgenerated.ThedesignofthewholesystemiscontrolledbytheCPUcomponent,whichisasoftIPcorecalledNiosIIanddebuggedcombiningsoftware.ThesystemisimplementedintheEP2S30F484C3FPGAchipandthesystemoccupiesonly39%oftheFPGAresources.Throughdebuggingthevariousmodulesandthesystem，itprovesthatthespeedofsystemisrelativelysatisfactory.Keywords：Imageprocess,Technologyofnoisereduction,Middlefilter,SOPC目录第1章绪论11.1题目背景11.2图象处理的应用展望31.3课题的目的及意义41.4论文的主要内容5第2章SOPC技术介绍62.1SOPC技术简介及实现方式62.1.1SOPC技术简介62.1.2SOPC技术实现的方式62.1.3SOPC系统开发流程72.2QuartusⅡ的介绍72.3硬件语言的介绍8第3章降噪方案介绍、比较及选择113.1均值滤波113.2维纳滤波123.3标准中值滤波123.4图像小波域滤波133.5基于图像锐化和平滑的滤波技术133.5.1LUM平滑器133.5.2LUM锐化器143.5.3LUM滤波器153.6几种算法的比较及选择153.7中值滤波与LUM滤波器的仿真16第4章中值模块的FPGA实现184.1中值滤波模块的设计184.1.13×3模板生成模块184.1.2中值滤波模块20第5章系统建立及在SOPC中的模块搭建235.1系统的设计235.2系统的实现235.2.1组件的选择235.2.2片上系统的实现305.3顶层文件的建立32第6章功能模块及系统的仿真和调试346.1功能模块的仿真346.1.1深度为254的FIFO的调试346.1.23×3模板生成模块的功能验证346.1.3中值选取模块的调试366.2系统的调试及功能仿真376.3处理结果及分析38结论39致谢40参考文献41第1章绪论1.1题目背景图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的...