基于FPGA視頻圖像處理的分析

曹昊

摘要：在當(dāng)前的發(fā)展階段下，科技快速發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中圖像處理技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，更快的圖像處理速度，更高的清晰度以及更好的色彩成為圖像處理領(lǐng)域的永恒追求。在對(duì)圖像處理技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，需要重視信息技術(shù)信息方法的融合以及應(yīng)用，從而全面提升視頻圖像處理的各項(xiàng)指標(biāo)，使技術(shù)能夠獲得持續(xù)的進(jìn)步。目前來(lái)看FPGA視頻圖像處理技術(shù)在實(shí)際使用的過(guò)程中表現(xiàn)出了比較突出的優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)一步提升視頻圖像錘過(guò)程中的可靠性以及穩(wěn)定性，符合當(dāng)下對(duì)于視頻圖像處理的要求，因此需要對(duì)FPGA視頻圖像處理技術(shù)進(jìn)行深入分析，從而更好總結(jié)應(yīng)用FPGA視頻圖像處理技術(shù)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：FPGA：視頻圖像：處理

FPGA視頻圖像處理技術(shù)本身具有效率高，穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，但是在實(shí)際使用的過(guò)程中也有多種因素會(huì)影響圖像處理的效果。因此在使用該技術(shù)的過(guò)程中，需要對(duì)圖像處理的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的分析，規(guī)劃好處置的技術(shù)策略，科學(xué)的評(píng)估圖像處理的效果，從而進(jìn)一步提升相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性與合理性，充分發(fā)揮出FPGA視頻圖像處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于圖像處理任務(wù)的完成以及圖像處理技術(shù)的進(jìn)步具有重要的意義。

1 FPGA視頻圖像處理技術(shù)概述

在對(duì)視頻圖像處理技術(shù)進(jìn)行研究的過(guò)程中處理的策略以及處理的方法是研究的重點(diǎn)。目前隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展成熟，視頻圖像幀格式以及FIFO緩存，被廣泛的應(yīng)用于圖像處理領(lǐng)域，使得圖像處理的水平得到很大的提升，圖像處理技術(shù)體系也進(jìn)一步完善。FPGA視頻圖像處理技術(shù)的提出以及應(yīng)用建立在已有技術(shù)框架的基礎(chǔ)上，是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)體系的拓展延伸，F(xiàn)PGA視頻圖像處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠保證較為持久穩(wěn)定的圖像處理過(guò)程，并具有很強(qiáng)的適用性。從FPGA視頻圖像處理技術(shù)的實(shí)際使用情況來(lái)看，該圖像處理技術(shù)在運(yùn)行的過(guò)程中主要基于幀間差分法以及同步的FIFO緩存設(shè)計(jì)，這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，能夠有效的解決傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)的一些弊端，在很大程度上提升了圖形處理過(guò)程中的亞穩(wěn)態(tài)，并較好的解決了異步信號(hào)處理等時(shí)序性問(wèn)題，具有比較好的使用效果。

2動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架

與傳統(tǒng)的圖像處理技術(shù)相比FPGA視頻圖像處理技術(shù)在實(shí)際使用的過(guò)程中展現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢(shì)，能夠較好的滿足實(shí)際使用的需求。但是從技術(shù)自身發(fā)展的角度來(lái)看，其自身的構(gòu)架還有很大的優(yōu)化空間，在使用技術(shù)的過(guò)程中，如果僅按照固定的處理策略以及處理方法，將無(wú)法達(dá)到理想的使用效果，甚至?xí)?dǎo)致圖像質(zhì)量損失嚴(yán)重。而動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架就是一種基于不同處理對(duì)象的系統(tǒng)構(gòu)架，在使用的過(guò)程中，能夠根據(jù)處理對(duì)象的不同，采取不同的圖像處理方法策略，保證圖像處理的效果。

從動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架對(duì)于FPGA視頻圖像處理技術(shù)改善情況來(lái)看，在系統(tǒng)構(gòu)架運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用視頻采集模塊、視頻圖像緩存模塊、數(shù)據(jù)視頻檢測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻圖像類別的判定，通過(guò)三個(gè)模塊的協(xié)同運(yùn)作，能夠綜合提升視頻圖像的處理效果，并有效提升內(nèi)部處理策略的靈活性，改善了由于單一策略方法所導(dǎo)致的圖像處理質(zhì)量問(wèn)題，在實(shí)際的使用環(huán)節(jié)中，表現(xiàn)出了較好的使用效果。在硬件平臺(tái)運(yùn)行的過(guò)程中，F(xiàn)PGA視頻圖像處理芯片能夠?qū)λ邮盏降哪M視頻信號(hào)進(jìn)行分析，結(jié)合TVP5150解碼芯片，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，在此基礎(chǔ)上對(duì)圖像信息進(jìn)行高效處理，在應(yīng)用FPGA視頻圖像處理技術(shù)的過(guò)程中，采集模塊首先會(huì)對(duì)圖像視頻的信息進(jìn)行采集，依托于高效的采集與數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測(cè)的效果，同時(shí)檢測(cè)的過(guò)程具有較高的可視化水平，能夠滿足使用人員的要求，進(jìn)一步提升技術(shù)應(yīng)用的效果。

3 FIFO緩存與幀差法設(shè)計(jì)

在使用FPGA視頻圖像處理技術(shù)的過(guò)程中，需要從實(shí)際的使用需求以及使用條件出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的調(diào)整優(yōu)化，通過(guò)將FIFO緩存與幀差法應(yīng)用于FPGA視頻圖像處理技術(shù)中能夠進(jìn)一步提升圖像處理的效率，并改善圖像處理的質(zhì)量。在使用FIFO緩存與幀差法的過(guò)程中，視頻圖像的信息會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)碼芯片傳輸?shù)紽PGA視頻圖像處理芯片中，芯片能夠依托FIFO緩存與幀差法對(duì)視頻信號(hào)的頻率進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，例如，該系統(tǒng)利用VPIN_LLC分頻時(shí)鐘clk_675將亮度信號(hào)（灰度數(shù)據(jù)信號(hào)）單獨(dú)提取出來(lái)寫(xiě)入FIFO做處理，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的前提是能夠?qū)ο嚓P(guān)的信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，分析出相關(guān)的信號(hào)是否為有效信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中可以通過(guò)綜合性的VHDL程序代碼寫(xiě)狀態(tài)FSM、EVA信號(hào)的分析，確保所獲得信號(hào)具有較高的準(zhǔn)確性，從而改善相關(guān)技術(shù)的使用效果

4 Chipscope在線邏輯分析

在當(dāng)前的發(fā)展階段下，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，圖像處理技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。目前的圖像處理技術(shù)具有更為豐富的功能以及更強(qiáng)的拓展性，在實(shí)際使用的過(guò)程中展現(xiàn)出了良好的使用性能。Chipscope在線邏輯分析主要被用于對(duì)圖像的檢測(cè)與分析純，從而更好的對(duì)圖像信息進(jìn)行判讀，在此基礎(chǔ)上不斷提升圖像處理技術(shù)的針對(duì)性，在提升圖像處理效率的同時(shí)，改善圖像處理的質(zhì)量，這對(duì)于圖像處理技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展完善具有重要的意義。

Chipscope在線邏輯分析的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)ο到y(tǒng)處理圖像的效果進(jìn)行檢測(cè)分析，從而為完善處理策略提供了基礎(chǔ)。在使用的過(guò)程中，需要針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)以及信號(hào)等進(jìn)行詳細(xì)的分析，全面的了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，無(wú)論是對(duì)于嵌入式的硬件，還是軟件都可以應(yīng)用Chipscope在線邏輯分析功能，從而完善系統(tǒng)設(shè)置。比如可以應(yīng)用Chipscope在線邏輯分析對(duì)圖像信號(hào)的實(shí)時(shí)波形圖進(jìn)行分析以及調(diào)整，此外Chipscope在線邏輯分析還能對(duì)視頻輸入信號(hào)VPIN，緩存FIFO輸出douf等進(jìn)行檢測(cè)分析，從而進(jìn)一步視頻圖像處理技術(shù)實(shí)際的使用效果。

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