خلاصة القول:
في التطبيقات الهندسية، الصورة غير واضحة بعد المعالجة، بسبب الطريقة صعوبة إزالة التفاف المكاني أكبر، والصورة هي عادة التحول مجال التردد، مع تتم معالجة تعتمد على التنفيذ في مجال التردد. تردد موارد معالجة مجال الأجهزة للحصول على صورة deblurring استهلاك النظام، وتحويل المرونة الفقراء، طويلة القضايا وقت المعالجة، لDE2 مجلس لمنصة الأجهزة، والصورة غير واضحة deblurring خصائص الخوارزمية، وإدخال البيانات تجهيز قبل، الموقع حساب ، عبر خط انابيب رمي قليلا الهندسة المعمارية، والمعالجة المتوازية، الخ تهدف إلى تحقيق وسيلة لنظام معالجة التردد المجال لdeblurring الصورة. وتشير البيانات التجريبية أن دقة طريقة لمعالجة بيانات الصورة في مجال التردد هو الحفاظ دائما على 98.5 أو أكثر، إلا أن موارد الأجهزة 9162 الخلايا المنطق. وقد اظهرت النتائج أن النظام مصمم متفوقة على غيرها من النظم المشابهة على دقة تصنيع واستخدام الموارد.
شكل الاقتباس الصيني: يوان جين، ليو فاي صورة deblurring تردد معالجة نطاق النظام وسيلة أفضل لل التكنولوجيا الالكترونية، 2018،44 (9): 63-66.
الإنجليزية شكل الاقتباس: يوان جين، وتحسين ليو يونفى. إن طريقة معالجة نطاق التردد لصورة النظام deblurring . تطبيق تقنيات الالكترونية، 2018،44 (9): 63-66.
0 مقدمة
مع تطور التكنولوجيا الإلكترونية، وتطبيقات نظام مضمن في مجال معالجة الصور على نطاق واسع، ولكن هناك أوجه قصور مهمة ترتبط رقاقة: دورة تطوير رقاقة أسيك، وارتفاع التكاليف، وضعف المرونة؛ هيكل تسلسلي لا تستطيع ان تلبي DSP وARM متطلبات معالجة الصور في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، والجمع بين مزايا FPGA وأسيك، DSP رقاقة، وجود مرونة التكوين، سهلة التنفيذ بسبب المعالجة المتوازية وطريقة عملها خط الأنابيب، بحيث FPGA قيمة أعلى في فن معالجة الصور .
ويرجع ذلك إلى طمس الصورة وسائل تقدير نواة عدم وضوح محدودة في المجال المكاني، ودقة المعالجة ليست عالية، وبالتالي فإن الطريقة التي تستخدم المعالجة تحويل التردد المجال من عدم وضوح الصورة في مجال التردد. تردد المجال تنفيذ الأجهزة تحويل عادة ما تسمى مباشرة أو التصميم الأساسية IP إشارة العالمية في تحويل نطاق التردد أو ما شابه ذلك، وليس فقط من استهلاك الموارد الأجهزة وكفاءة التصنيع تقلص إلى حد كبير، ولكن لم تستخدم بالكامل وعدم وضوح الصورة deblurring خوارزمية لخصائص استخدام الموارد وتقليل وقت المعالجة.
تردد جنبا إلى جنب واضحة المجال صورة deblurring خوارزمية الخصائص التي تستخدم بيانات الصورة ما قبل المعالجة، وحساب في الموقع، وتلميع الموقف، وطريقة معالجة الأنابيب وتصميم وتنفيذ وسيلة لنظام معالجة نطاق التردد لdeblurring الصورة. بالمقارنة مع طريقة أخرى مماثلة التردد نطاق المعالجة التي لديها استخدام عالية من الموارد، وتنفيذ الأجهزة بسيط، استهدفت الخصائص الأخرى.
1 تصميم النظام
DE2 منصة نظام مجلس التنمية، إلى FPGA رقاقة EP2C-35F672C6 نموذج ألتيرا باعتبارها وحدة المعالجة الأساسية، وذلك باستخدام جهاز استشعار الصورة TRDB-D5M الحصول على البيانات الصورة. تصميم النظام العام هو مبين في الشكل.
منصة استشعار الصورة عن طريق DE2 أغراض العامة منفذ المدخلات والمخرجات متصلة FPGA، FPGA وطريقة العمل مجموعة السجل من قبل وحدة التحكم لI2C لها . بعد باير صورة الاستشعار يحصل على دفق البيانات صورة عن طريق عملية تحويل الشكل، بتحويلها إلى بيانات RGB. منذ يعمل مستشعر الصورة، يتم إضافة أجزاء مختلفة من ترددات مختلفة على مدار الساعة الداخلية، لأخذ العينات وعرض منسق وحدة ذاكرة SDRAM إلى ذاكرة التخزين المؤقت معلومات الصورة المكتسبة، الوصول إلى البيانات SDRAM في شكل أربعة منافذ، أربعة منافذ في اثنين الموانئ الكتابة، واثنين من منافذ لقراءة، لذلك مضاعفة كفاءة القراءة للنظام. البيانات المخزنة في وحدة الذاكرة في نفس الوقت، وبيانات الصورة إلى تنسيق تحويل وحدة RGB2Gray صورة كاملة من صورة ملونة إلى صورة رمادية في وحدة، ثم نقل إلى وحدة تحويل نطاق التردد، ومجال التردد تحويل الصورة اكتمال، والمباراة النهائية بعد نقل إلى وحدة معالجة الصور، وعدم وضوح الصورة deblurring تجهيزها وتخزينها في وحدة الذاكرة، وتجهيز وتحليل نتيجة التحقق عن طريق الانترنت MATLAB.
2 تصميم وحدة النواة
2.1 تصميم وحدة تحويل صورة تدرج
مع الأخذ بعين الاعتبار الصور الملونة مباشرة على تحويل المجال الزمني التردد، التي يتعين القيام بها في تخزين صورة ثلاثية القنوات وتجهيزها، هو وصفها هنا في تجهيز نطاق تردد من الصورة قبل إضافة وحدة تحويل تدرج، لا تضر معلومات الصورة، وكمية البيانات و مساحة التخزين.
المستخرجة من وحدة المعلومات تخزين الصور الملتقطة، يضاف وحدة التحكم في الوصول، وعنوان التحكم أن تكون بيانات الصورة المقروءة. خلق QuartusII باستخدام ROM الأساسية IP، وتوزيع البيانات صورة ملونة في ROM، وفقا للمعادلة (1) تحويل الصور الملونة R، قنوات G، B 3 اللون في صورة رمادية صيغة خوارزمية المخزنة، تصميم RGB2Gray وحدة المعالجة. التكوين هو مبين في الشكل 2. عند اكتمال عملية قراءة البيانات المخزنة صورة تدرج في وحدة التخزين التي سيتم تجهيزها في وقت لاحق.
أحادي البعد 2.2 تصميم وحدة الاتحاد الفرنسي للتنس
أداء تصميم الاتحاد الفرنسي للتنس الأبعاد، فإن هذه الورقة هلاك في خوارزمية تردد الاتحاد الفرنسي للتنس (DIF) من. منذ المدخلات والمخرجات من كل العملية فراشة وجود ازدواجية، أي اثنين من المدخلات من فراشة، بعد يمكن أن يتحقق عنوان العملية فراشة مع العملية. هذا يوفر الكثير من طريقة التشغيل في الوضع الطبيعي للخلية الذاكرة، مما يقلل من تكلفة الموارد الأجهزة .
هنا مع الإشارة إلى الفراشات تصميم خوارزمية CORDIC، والهدف من FPGA هيكل عبر خط انابيب تماما، وتحسين سرعة المعالجة من الفراشات. وعلاوة على ذلك، يتم إضافة مع مراعاة البيانات من المعلومات تسليط الضوء على الطيف الرئيسي في تجهيز تحويل التردد نطاق والتحليل ليلقي في وحدة التشغيل قليلا عملية فراشة، بحيث لا يقتصر الأمر لا يؤثر على صورة طمس معلومات صحيحة، واستهلاك الموارد تجهيز سرعة يمكن زيادة الأمثل.
تصميم YL -2FFT أساسا من وحدة التخزين، M (log2N، N هو طول تسلسل المدخلات من الاتحاد الفرنسي للتنس) وحدة تشغيل المرحلة فراشة، من أجل بت العكسي في قسم وحدة النظام ومكونات أخرى، والهيكل العام كما هو مبين في الشكل. تحت إدخال توقيت وحدة السيطرة على تدفق البيانات المدخلة للعلاج في وحدة، وحدة التحكم من خلال خط أنابيب البيانات، والبيانات الصحيحة هي بالتتابع مساهمة في إعداد الساعة (M-1) مرحلة فراشة وحدة العملية، حتى الانتهاء بعد آخر عملية مرحلة فراشة (أي مضاعفات المرحلة الأخيرة)، وتعرض البيانات من أجل ترتيب الفرز وحدة بت العكسي، يمكن أن يكون الإخراج إلى وحدة الذاكرة وفقا للترتيب الطبيعي. حيث، من أجل ضمان الاستخدام الفعال للموارد، دون التأثير على فعالية الخوارزمية، ومتسلسل تصميم وحدة يأمر، وتقدم اثنين من خلايا الذاكرة هنا، يمكن ضمان خطوط إدخال البيانات، ولكن أيضا لتجنب عملية العمل من أجل وحدة الفرز البيانات مسألة قراءة بالعبور ظهر.
2.3 ثنائي الأبعاد تصميم وحدة الاتحاد الفرنسي للتنس
منذ تحويل فورييه لديها خاصية انفصال، عندما تحويل فورييه معالجة الصور، وعادة تحويلها إلى ثنائي الأبعاد فورييه الصف تحويل الأبعاد والعمود عن طريق الحد من أبعاد. أولا، بيانات الصورة في وحدات الخط، بالتتابع في اتجاه الصف أحادية البعد تحويل فورييه، والبيانات التي سيتم تجهيزها في الاتجاه التوالي، نتيجة مصفوفة تبديل، والبيانات التي تمت معالجتها مرة أخرى تحويل فورييه . هذا التصميم من وحدة المعالجة الاتحاد الفرنسي للتنس ثنائية الأبعاد هو مبين في الشكل (4)، حيث أن معدل تجهيز الاتحاد الفرنسي للتنس للصورة لا يتطابق مع معدل المدخلات، بحيث بيانات الصورة بعد FIFO العازلة وحدة، دفق البيانات وضع خط المعالجة الاتحاد الفرنسي للتنس. ثم يتم تخزين نتيجة المعالجة في المخزن المؤقت، يتم تبادل البيانات في الذاكرة، لاستكمال تبديل المصفوفة. ينفذ مصفوفة نقلها الاتحاد الفرنسي للتنس معالجة مرة أخرى، ونفس النتائج المخزنة مسبقا في وحدة العازلة، وتتكرر عملية تبديل، ويتم تغذية النتيجة إلى وحدة FIFO، نتيجة الانتاج هي صورة ثنائية الأبعاد من نتيجة المعالجة الاتحاد الفرنسي للتنس. في تجهيز الاتحاد الفرنسي للتنس ثنائي الأبعاد للصورة، والصفوف والأعمدة الاتحاد الفرنسي للتنس الاتحاد الفرنسي للتنس تجهيز وحدة بنية مماثلة، وببساطة إضافة خوارزمية تبديل المطلوب تخزينها في وحدة العملية.
منذ يتم إعطاء نقاط FPGA في شكل بيانات تتم معالجتها، هنا تم عرض البيانات (عمود) صف واحد كما معالجة الحسابي (2) من صفين (الأعمدة) البيانات إلى مجموعة من البيانات في صيغة الجمع، لذلك عندما يعالج الاتحاد الفرنسي للتنس، وتضاعف سرعة معالجة ، مع تحويل المناسب، أي ما يعادل الناتج المتاح من صيغة (3)، صيغة (4).
2.4 وصف Deblurring
المجال الجوي، وتجاهل الضجيج مضافة، عدم وضوح الصورة وصورة حادة يمكن تحويلها إلى طمس عملية التفاف النواة. تحويل المكانية لمشكلة الإلتواء مجال التردد يصبح مشكلة مضروبة، ويقدر الأساسية للذهاب نطاق وطمس غامض والاتجاه. بعد التحويلات التردد نطاق عدم وضوح الصورة، ويتركز طمس معلومات الصورة نواة في طيف ضوء بار . بواسطة خوارزمية ارتباط لاستخراج المعلومات تسليط الضوء ويمكن الحصول على وضوح صورة بكسل تعويض زاوية ومسافة الإزاحة، وبالتالي تحقيق deblurring الصورة.
3 اختبار النظام
بعد الانتهاء من كل تصميم نظام وحدة، وذلك باستخدام برنامج مبرمج في بيئة QuartusII، تحميل الحصول على الصور ملف مشروع وحدة العرض إلى FPGA. التقاط النتائج هو مبين في الشكل 5 (أ) هو مبين في الشكل. من نتائج الاختبار يمكن أن ينظر إليها في الوقت الحقيقي نظام الحصول على الصور العادي، والمشارب، وخطوط رقيقة تظهر تفاصيل متطلبات التصميم واضحة ومستقرة، لقاء تعمل بكامل طاقتها. اكتسبت حجم الصورة 320 240.
لتسهيل نظام معالجة وتمت مقارنة و، في MATLAB هنا، يخلق حركة نزوح 30 بكسل و 10 درجة زاوية الحركة وظيفة انتشار نقطة (PSF)، واستخدام الصورة PSF عملية الاستحواذ الإلتواء، للحصول على بسيطة الحركة على شبكة الإنترنت صورة واضحة، FIG 5 (ب) هو مبين في الشكل.
بعد بيانات الصورة بعد تجهيز طمس هو مساهمة في وحدة تحويل تدرج، ونقطة صورة ملونة R، G، يتم تخزين B ثلاث قنوات، ثم تجهيز خوارزمية المقابلة، أي بيانات الصورة تدرج تلا سيؤدي إلى MATLAB، النتائج هو مبين في الشكل 5 (ج) FIG.
في الاتحاد الفرنسي للتنس الهندسة تجهيز وحدة باستخدام لغة وصف فيريلوج HDL وحدة التصميم مستوى السلوك. في EP2C35F672C6 ألتيرا DE2 مجلس التنمية المستهدفة رقاقة لتخليق والتنسيب، التوجيه الثاني Quartus على شبكة الانترنت. الإبلاغ عن الجهاز باستخدام هذا التصميم، واستهلاك الموارد أقل، إلا أن الخلايا المنطق 9162، وذلك باستخدام دبوس 73.
لتسهيل معالجة الصور الاتحاد الفرنسي للتنس، وإدخال البيانات من سطر واحد إلى وحدة الاتحاد الفرنسي للتنس 256 نقطة، بعد تسعة الفراشات، والبيانات الناتجة هي مساهمة في وحدة ترتيب تسلسلي يتم الضغط مرة أخرى الطبيعي ترتيب، يمكن الحصول على نتيجة المعالجة من قبل الاتحاد الفرنسي للتنس .
ملفات الكتابة Testbench في البيئة Modelsim، واختبار المحاكاة وحدة التدريب. وتشير نتائج المحاكاة، حدد رقاقة عامل الدوران (rTwiCsEp) ونبض الكتابة (rTwiWrEp) حالة صالحة، يتم تخزين عامل الدوران (rTwiCoe) إلى وحدة الاتحاد الفرنسي للتنس. بعد الانتهاء من إدخال عامل عبث، وإدخال البيانات تمكين عالية، وإدخال البيانات التي سيتم تجهيزها تبدأ (rSrcFFT). حتى بعد الوصول إلى سعة إدخال البيانات مجموعة التخزين، خرج تمكين (rFftOutEn) يذهب عالية، يبدأ الانتاج FFT معالجة نتيجة (fftout). كلما كان الإطار صالحة (frmval) عندما نبض إشارة إلى إثبات أن خط الانتاج (العمود) البيانات، حتى يتم الانتهاء صف بأكمله من إخراج البيانات، نبض إشارة المقبل ستشكل وضع معالجة خط الأنابيب. توقيت مفصلة كما هو مبين في الشكل. من وجهة النظر محاكاة الموجي، وتصميم توقيت تمشيا مع التوقعات.
4 تحليل النظم
بعد الانتهاء من تجهيز الاتحاد الفرنسي للتنس ثنائي الأبعاد من بيانات الصورة، والبيانات نتيجة القراءة التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج MATLAB، مقارنة مع نتيجة للمعالجة من قبل MATLAB وظيفة fft2، كما هو مبين في الشكل. 7، والنتائج متسقة. ويبين الشكل البيانات تردد المجال من خلال تجهيز عملية تصميم خوارزمية يحفظ هذه الوثيقة على نحو فعال عدم وضوح المعلومات الصورة.
من طيف الطاقة طريقتان للتعامل مع نظرة، في الأساس نفس التشكيل الجانبي، والسبب هو أن نقوم بتصميم اختلاف بسيط الاستخدامات خوارزمية كتلة عائمة البيانات وأساليب نقطة لرمي بت لاستخدام أنظمة غامض، ويستخدم MATLAB محض النقطة العائمة طريقة معالجة . A طيف الطاقة كما هو مبين في الشكل.
ووصفت Fft2 النتائج دعوة مباشرة تم الحصول عليها عن طريق مقارنة إحصاءات الخطأ المطلقة للبكسل المقابلة التي حصلت عليها طرق المعالجة مجال التردد هنا وعبر تصميم نتيجة MATLAB، فإن النتائج كما هو مبين في الشكل. FIG المتاحة من دون النظر في التأثير على الثابت وبيانات النقطة العائمة وضع المعالجة، ووصف تجهيز نطاق التردد هنا هو نقطة التصميم في 128 128، 256 256320 240 نقطة ونقطة بيئات معالجة الدقة في نقاط مختلفة لا تزال في 98.5.
5. الخاتمة
تردد أداء معالجة مجال نظام deblurring صورة يلعب دورا هاما للغاية. في هذه الورقة، واستخدام الموارد deblurring نظام اجه في تنفيذ الأجهزة من تجهيز النطاقات عالية التردد والتعامل مع دقة منخفضة، يتم الانتهاء من تصميم نطاق تردد معالجة هيكل خط أنابيب استنادا FPGA. النتائج التجريبية والتحليل يتبين من مقارنة لطرق العلاج الأخرى وIP الأساسية FPGA يأتي، يتم تقليل عملية في نظام معالجة الصورة لطمس مجال التردد، جنبا إلى جنب مع خصائص المعلومات غامض وبيانات الصورة في مجال التردد تجهيز التصميم استهلاك التخزين، وزيادة سرعة المعالجة، ولها قيمة مرجعية والهندسة معينة أهمية.
مراجع
يانج هاو تشانغ، ما شين ون، وما إلى ذلك النظام ومعالجة الصور بناء على FPGA جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا (العلوم الطبيعية)، 2015،43 (2): 119-123.
يي دان تشو فانغ يى بينغ. استنادا FPGA-الحصول على الصور وعرض نظام VGA تطبيقات الحاسب الآلي، 2011،31 (5): 1258-1259.
كيبيك الأصلي جزءا لا يتجزأ من صورة نظام المعالجة على أساس FPGA بكين: الصناعة الالكترونية برس، 2013.
عداء عالية. استنادا FPGA معالجة الإشارة الرقمية (2 طبعة) بكين: الصناعة الالكترونية برس، 2015.
شو دونغ، Panming هاي. FPGA معالجة الإشارات الرقمية بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2011.
يانغ يان يان إلى Cheng-، وما إلى ذلك دراسة وتصميم ثنائي الأبعاد FPGA الاتحاد الفرنسي للتنس معالج جامعة يوننان (العلوم الطبيعية)، 2013،35 (6): 750-755.
Zhangde فنغ. صورة المعالجة الرقمية (MATLAB الطبعة) (2 طبعة) بكين: الشعبية المشاركات والاتصالات الصحافة، 2015.
الكاتب المعلومات:
يوان جين، ليو يونفى
(جامعة نانجينغ للغابات للعلوم وتقنية المعلومات، ونانجينغ 210037)
عروض العمل
