图像处理技术的发展很容易被集成电路、处理器效率、部件制造、CPU等方面影响。实时图像处理研究始于60年代,80年代出现以图像帧存为中心的图像处理结构。之后随着PCI总线技术的提高,出现了以计算机内存为中心的图像处理系统[1]。最初,人们在计算机上只使用了电脑汇编语言来实现图像处理技术,渐渐地加入了协助CPU更好地完成工作的图像处理器,以此来提高计算机处理图像的效率和能力。为了更好地适应社会和科技需求,图像处理技术也发生了翻天覆地地进步,走过了基于VLSI技术的ASIC芯片和DSP处理器的发展过程,以此来满足低功耗、低成本、小型化、大批量的工业发展要求。近年来,随着电子自动化科技和FPGA生产技术发展,越来越多科研机构和厂家将FPGA作为实现图像高速、高效率处理的主要平台。87661
2005年富士通研究所与其旗下的前沿科技公司一起推出了一款名为“富士通服务”的机器人,该机器人能出色地在办公室、会议室、商务大楼等场所完成调试指导、监视监察、搬运货物等任务,该项目使用了基于FPGA图像处理的LSI,而LSI系统大约使用了500万个门阵列的、工作频率为90MHz的FPGA[1][4]。由于LSI有效提高了处理速度,因此在行走进程中可以进行视觉识别。此外,宾夕法尼亚州立大学设计了一种基于PCI总线的FPGA开发平台的图像采集系统,其主要硬件设备包括FPGA, SRAM, PCl桥,SDRAM等[13]。板上的可编程系统组件之间通过Avalon总线模块进行互连。由于丰富的系统硬件资源,能以较高的系统运行效率,高速处理一些要求高分辨率,高质量的图像信息;2008年康考迪亚大学的科研人员S。AN[14]等人提出一种二维离散余弦变换的递归算法,并在FPGA上实现和验证。其结果证明该递归运算核只需要4个乘法器和3个加法器,并且减少了周期。由于二维离散余弦变换的显著优势,尤其对于复杂度高的、计算量特别大的图像压缩编码方面,所以该变换被人们广泛地应用于在图像处理领域中。论文网
与国外图像处理技术的发展和现状相比,该技术在国内虽然起步略迟但也取得了值得骄傲的成绩。1989年浙江大学成功研制了“ZRIP-I”实时图像处理系统,两年后(1991年)中科院研制成功“PLIS”通用实时图像分析系统[4]。2008年,马向前[15]设计了一个主要由FPGA、SRAM、CMOS等组成的实时图像采集和处理系统,其中FPGA负责控制处理,它是最重要的部分,SRAM负责储存数据,COMS来完成图像采集任务。2009年,南京理工大学的王夷恬[16]在其研究生论文中提到了一种嵌入式视频监控系统的FPGA图像系统设计。此后中国科学院上海技术物理研究所研制成功了基于FPGA的高速实时图像数据采集系统,其实时数据的传输通道是在USB总线中完成的,该系统实现热插拔、即插即用的特点[13]。