fpga_图像处理

一 fpga图像处理的基本原理

fpga图像处理的基本原理是将图像数据转换为数字信号,并通过fpga实现各种图像处理算法和技术。图像数据可以通过各种传感器和摄像头获得,然后通过模数转换器(ADC)将其转换为数字信号,数字信息可以通过fpga的输入输出引脚进行输入或输出。并通过fpga内部的逻辑单元进行处理,处理完成后,将处理结果通过fpga的输出引脚进行输出。并通过模数转换器(DAC)将其转换为模拟信号,最终输出到显示屏或其他设备。

二 fpga处理图像的优势

1 并行运算,处理数据速度快

针对与数据处理,fpga相比于cpu,最大的优势在于速度,cpu主频时钟虽然很高,但并行能力差,是一个数据一个数据进行处理的,也就是冯 诺伊曼结构。而fpga采用哈佛结构处理数据,虽然时钟频率稍慢,但是是并行执行的,即在一个时钟内可以处理多个数据,而且这些数据可以同时做很多个运算,比如乘法运算,比较运算。

2 流水线架构,可实现多个算法一起执行。

fpga采用流水线架构进行图像处理,对每一行进行处理时,可以实现前一行做A运算,后一行做B运算,整个过程并行执行,互不干扰。

3 可编程性

fpga,可编程逻辑器件,可以设计不同逻辑,实现各种电路功能。也就是可以使用fpga,在任意接口间搭建传输链路,而在传输链路上添加任意电路模块完成想要对数据进行的处理。

4 数据接收与处理同时进行

传统软件处理数据是把数据准备好,然后再处理,而fpga可以边接收边处理,大大提高实时性。

三 fpga多通道数据传输优势

数据采集方案,多以mcu为核心控制多路信号的采集与处理,但由于单片机本身的指令周期与处理速度,对于多通道A/D进行数据处理,往往不易达到要求,而fpga器件的高集成度,内部资源丰富等优点,特别适合处理多路并行数据。例如,10路摄像头数据拼接后显示在lcd显示屏上,此法将大大提高边缘监测效率,降低成本。(但限于板卡硬件资源,还未真正实现)

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