摘要：边沿检测在进行图像处理的过程中需要解决的主要难题，边沿检测主要是为了将图像边沿明显变化的点给辨别开来。为了清晰地得获取图像的边沿信息，现场可编程逻辑门阵列（FPGA）由于其具备大批的内部逻辑存储资源、十分高的运行处理速度、以及可反复使用性和可嫁接性等长处，而成为优先选择的图像处理系统之一。

本次毕业设计通过系统方案论证设计出硬件方案，其中主要包括CMOS摄像头初始化模块、图像采集模块、SDRAM实时图像数据缓存模块、RGB图像转灰度图像模块、高斯滤波模块、Sobel边缘检测优化模块和TFT液晶显示屏显示模块。在设计的过程中，保证充分使用了FPGA的硬件资源之后，通过优化各个模块算法使FPGA可以充分发挥其独特的并行流水线处理结构的优势。结果显示，此系统可以完成实时视频图像边沿检测的功能，而且优化后的算法可以使图像边沿检测精度更高、抗噪声性能更好。

关键词：FPGA；边缘检测；Sobel算子；高斯滤波

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-6

1.1 课题的研究背景和选题意义-6

1.2 本文研究内容及工作-8

第二章  FPGA概述-9

2.1 FPGA的基本结构-9

2.2 FPGA设计开发的基本流程-10

2.3 FPGA芯片选型-10

2.4 FPGA硬件开发语言-11

第三章  系统结构的分析-13

3.1 FPGA内部模块-13

3.2 FPGA连接的外部器件-15

第四章  系统各个模块详解-18

4.1 视频图像采集-18

4.2 SDRAM图像数据缓存-20

4.3 RGB转灰度算法-21

4.4 基于FPGA灰度图像高斯滤波算法-23

4.5 Sobel算子边缘检测算法-28

4.6 基于FPGA的TFT液晶显示屏的控制-36

第五章  测试结果与分析-38

第六章  总结与展望-41

6.1 总结-41

6.2 展望-41

参考文献-42

致  谢-43

附录-44