fpga_图像处理_fpga处理图像原理

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）