Nios Ⅱ实现的高速红外图像采集与处理系统

"基于Nios Ⅱ高速红外图像采集系统设计" 本文主要介绍了一种利用Nios Ⅱ软核处理器构建的高速红外图像采集系统。Nios Ⅱ是一种由Altera公司开发的嵌入式微处理器，它允许用户在FPGA（现场可编程门阵列）上定制处理器系统，从而满足特定应用需求。在这个系统中，Nios Ⅱ被用于执行基于Sobel算子的图像边缘检测算法，这是一种常用的计算机视觉技术，用于提取图像的边界信息。 该系统设计的关键组成部分包括红外探测器、SDRAM（同步动态随机存取内存）和高速DAC（数字模拟转换器）。红外探测器负责捕获红外辐射并将其转化为电信号，这些信号随后被Nios Ⅱ处理器处理。SDRAM用于存储高速采集的图像数据，由于红外图像通常具有高帧率和大数据量，因此需要高速的内存来保证数据处理的实时性。高速DAC则将处理后的数字图像数据转换为模拟信号，用于显示设备。 系统的设计过程采用了Altera的Quartus Ⅱ软件，这是一个综合的FPGA设计工具，包含了逻辑编译、仿真、时序分析等功能，能够对整个硬件系统进行综合和布局布线。SOPC Builder则是Quartus Ⅱ的一个模块，专门用于构建基于Nios Ⅱ的嵌入式系统，它可以自动生成处理器核、外设接口和其他必要的硬件组件，简化了系统集成的过程。 经过实验验证，该高速红外图像采集系统表现出良好的稳定性和可靠性，能实时、高效地处理高帧率的红外图像。这使得系统适用于需要实时处理大量红外图像数据的应用场景，如热成像监控、军事侦查、工业检测等领域。 关键词：Nios Ⅱ；Sobel；红外图像；采集系统 EEACC分类：7220（电子与通信工程）；6140C（电子仪器及测量技术） DOI：10.3969/j.issn.1005-9490.2013.06.020 这个研究展示了如何利用先进的嵌入式处理技术解决高速图像采集的挑战，为类似应用提供了一个高效的解决方案，并为后续研究提供了参考。