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基于雙DSP和雙FPGA的高速圖像處理系統(tǒng)設計_吳雷
在雙目立體視覺測量系統(tǒng)中， 要完成雙相機像點匹配和三維點云重建，需要進行大量圖像處理運算。圖像處理算法具有如下特點：不同區(qū)域在某些特性方面相關性很小，可以將一幅圖像分割成多個區(qū)域同時進行并行處理，提升處理效率。一般立體視覺系統(tǒng)大多采用 PC 平臺，其核心計算部件為 CPU，雖然處理速度非常高， 但是大多采用串行處理架構， 并行處理能力相對很弱。如在 PC 平臺上采用多核系統(tǒng)設計，實現復雜程度較高。本文根據立體視覺測量系統(tǒng)中圖像處理算法的特點， 通過 FPGA 和多核 DSP 的組合，從并行處理方面著手進行系統(tǒng)優(yōu)化， 提升系統(tǒng)處理速度。底層圖像處理算法通過 FPGA 內部的硬件邏輯實現，并且對圖像進行區(qū)域分割，在 FPGA 內部使用多個相同的功能模塊對不同區(qū)域進行并行處理; 初步處理后的數據由 DSP 進行較為復雜的運算。由于采用 6 核 DSP，復雜計算很容易實現流水線處理和并行優(yōu)化。數據存儲方面，DSP 和 FPGA 分別采用 DDRII 和 DDRIII 技術，帶寬超過 2GB/s。FPGA、DSP 之間的互連均采用 SRIO （Serial RapidI/O） 技 術， 彼此 間 帶 寬可 達 3.125Gb/s， 有效數據帶寬在 2Gb/s 以上，1 秒鐘內可完成 100 幀以上 8bit 200 萬像素圖像的傳輸。
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