基于FPGA與LabVIEW圖像增強系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、圖像是一種很重要的信息載體，是人類交換和傳遞信息不可缺少的來源，因此圖像處理無論是在工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活中不可或缺。計算機科學(xué)和圖像技術(shù)的高速發(fā)展，使得數(shù)字圖像采集在電子通信與信息處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而對采集到的圖像進行增強處理是得到正確清晰的采圖像不可缺少的。圖像增強是圖像處理的預(yù)處理階段，它是圖像處理的一個重要環(huán)節(jié)，在整個的圖像處理中決定著圖像處理的成敗。
　　 本文基于LabVIEW、FPGA以及Matlab工具箱開

2、發(fā)了一款數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括了圖像的實時采集、儲存、增強處理和顯示的功能。系統(tǒng)基于灰度均衡化圖像增強技術(shù)，使用FPGA作為下位機完成圖像的采集轉(zhuǎn)換，然后在LabVIEW平臺上接收來自下位機的圖形信息，并調(diào)用Matlab實現(xiàn)圖像的增強處理。論文首先對圖像增強系統(tǒng)的組成、整體方案和可行性進行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設(shè)計。在此部分結(jié)合整體設(shè)計方案，設(shè)計硬件電路和芯片選擇。根據(jù)所選芯片的本身特點，分模塊地對圖像采集部分的硬件設(shè)計

3、原理進行了詳細的闡述。接下來是圖像采集模塊的軟件設(shè)計部分。通過嵌入式軟核對FPGA進行編程，實現(xiàn)了系統(tǒng)的采集模塊、圖像與處理模塊、USB通信模塊以及儲存模塊。最后是用FPGA實現(xiàn)了帶修改參數(shù)的硬件嵌入式圖像處理算法一圖像增強。
　　 在實現(xiàn)FPGA硬件設(shè)計之后通過對目前主要的圖像增強算法頻率域法和空間域法進行分析論證，選擇合適的增強算法。根據(jù)選擇的增強算法設(shè)計Matlab圖像增強算法程序，然后在Matlab里面進行仿真實驗，從而

4、達到圖像二次增強的目的。最后運用LabVIEW圖像化編程工具實現(xiàn)FPGA與PC機的串口通信，以及LabVIEW與Matlab的混合編程實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。
　　 本文的主要研究工作包括：1、在FPGA開發(fā)板上采用SOPC Build編程方法設(shè)計NiosⅡ嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)原始像的采集、儲存和圖像的預(yù)處理；2、通過學(xué)習(xí)數(shù)字圖像增強算法中的灰度均衡化算法，對圖像增強算法的均衡化算法進行改進，對圖像進行中值濾波處理，然后在Matlab對