基于FPGA的图像电子防抖系统设计与实现

"这篇硕士论文探讨了数字成像领域中基于FPGA的图像电子防抖技术的研究与实现，作者康硕，导师高风和綦慧，来自北京工业大学控制理论与控制工程专业。" 在现代数码相机技术中，图像防抖系统从传统的机械式转向电子式，主要是因为电子防抖系统具有更好的实时性和稳定性。随着图像复原理论的进步和大规模集成电路技术的发展，基于硬件的图像电子防抖系统越来越受到重视，也促进了专用防抖芯片的演进。本研究针对数码相机电子防抖系统对高实时性、高稳定性的需求，设计并实现了基于FPGA的硬件图像电子防抖系统。 论文首先回顾了国内外数码相机防抖技术的研究进展，讨论了快速傅里叶变换（FFT）算法在图像处理中的应用，以及V4系列FPGA的内部结构。在此基础上，提出了一个完整的硬件FPGA图像电子防抖系统设计方案。 核心部分是FPGA单元的设计，采用了Xilinx公司的Virtex-4系列LXS0芯片，通过PCI接口与上位机进行通信。FPGA单元分为算法处理和数据读写两个部分，前者实现了基于频率域滤波的抖动图像复原算法，后者则处理FPGA与DDR2存储卡和上位机之间的数据交换。上位机监控软件包含用户界面、API接口和PCI驱动，以实现与FPGA硬件单元的交互，提供直观的操作界面。 实验调试部分详细描述了系统测试的过程、遇到的问题及解决方案，并对处理结果进行了对比分析，验证了硬件FPGA实现图像电子防抖系统的有效性和实用性。论文中的2维FFT算法硬件实现及其在抖动图像复原中的应用是一项创新，对其他图像处理嵌入式系统的设计具有参考价值。 关键词包括FPGA、2维FFT、电子防抖和图像复原，表明该研究专注于利用FPGA技术解决图像稳定问题，尤其是在动态环境下的图像质量提升。