FPGA在圖像處理系統設計與仿真中的應用

劉　萌

摘 要：圖像處理技術在現代社會發展中具有重要的作用，隨著現代科學技術水平的不斷提升，圖像處理技術也獲得了較大的進步。基于FPGA的圖像處理技術具有開發成本低、靈活性強以及維護費用低等優勢，能夠很好地滿足現代圖像處理技術的要求。為此，本研究設計了以FPGA為基礎的圖像處理系統，選用OV7670型號的圖像傳感器以及Artix 7系列的FPGA芯片，建立完整的圖像處理系統，并對系統組成結構中的I2C控制模塊以及窗模塊進行設計與仿真模擬，最后對仿真結果進行分析，使得設計完成的圖像處理系統滿足使用要求。

關鍵詞：FPGA;圖像處理;設計;仿真

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）35-0015-03

Application of FPGA in Design and Simulation of Image Processing System

LIU Meng

（School of Electronic Information and Electrical Engineering， Shangluo University，Shangluo Shaanxi 726000）

Abstract： Image processing technology plays an important role in the development of modern society. With the continuous improvement of modern science and technology， image processing technology has also made great progress.FPGA-based image processing technology has the advantages of low development cost， strong flexibility， and low maintenance costs， and can well meet the requirements of modern image processing technology.To this end， this research designed an FPGA-based image processing system， selected an OV7670 image sensor and an Artix 7 series FPGA chip to build a complete image processing system， designed and simulated the I2C control module and window module in the system composition structure， and finally analyzed the simulation results to make the designed image processing system meet the requirements for use.

Keywords： FPGA;image processing;design;simulation

隨著科學技術的不斷發展，我國在圖形獲取和處理方面獲得了非常大的進步，出現了各種各樣的圖像處理技術，現階段典型的ASIC芯片、ARM芯片等都能夠較好地完成圖形處理工作。ASIC即專用集成電路，該技術的優勢在于能夠快速處理實時圖形，并且相比較于FPGA具有更高的處理效率，然而ASIC也存在較大的缺陷，如研發難度大、占用資金多、產品定型后無法更改以及適應性低等[1]。此外，現有的ARM、DAP芯片技術還不支持實時運算效率高的集成電路，也就無法很好地兼容ASIC。FPGA能夠依照使用工況進行設計方案的變更，融入流水線以及并行處理技術，能夠在圖像處理上獲得較大的提升，同時具有開發成本低、靈活性強以及維護費用低等優勢，非常適合現代圖像處理技術的要求。為此，本研究以FPGA為載體的圖像處理系統，并利用試驗模擬的方式驗證其有效性。……