基于DSP和FPGA的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　網(wǎng)絡(luò)圖像及控制信息的傳輸采用非面向連接的UDP協(xié)議，對(duì)于480*480大小的8位灰度的圖像，每秒可傳送20幅。

　　2.5 IO模塊與串行接口模塊

　　IO接口由FPGA控制，用于向機(jī)械部分、自動(dòng)控制部分發(fā)送控制信號(hào)，并行IO接口有兩路，一路經(jīng)LV162245驅(qū)動(dòng)輸出，一路經(jīng)光耦進(jìn)行隔離輸出。

　　串行接口使用TI公司的TL16C752B UART，他與ST16C550 UART引腳兼容，并具有更大的發(fā)送、接收FIFO緩存（發(fā)送、接收各64Byte ），支持硬件、軟件流量控制。電平轉(zhuǎn)換采用MAXIM公司的MAX3160，RS-232、RS-485、RS-422等多種傳輸協(xié)議。

　　3、FPGA實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理算法

　　以FPGA實(shí)現(xiàn)3*3 Sobel邊緣檢測(cè)為例，介紹FPGA實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理的方法。

　　首先，應(yīng)從視頻信號(hào)中提取出3*3 大小的圖像框。須使用三個(gè)FIFO，其大小與一行像素大小相同，將三個(gè)FIFO串行連接在一起。用視頻信號(hào)的前三行充滿三個(gè)FIFO，之后每來(lái)一個(gè)像素在寫入FIFO的同時(shí)，從每個(gè)FIFO中讀出一個(gè)像素的亮度值，分別放入三個(gè)移位寄存器。如此，在三個(gè)像素點(diǎn)之后就得到一個(gè)3*3的矩形框。隨著視頻信號(hào)的不斷流入，矩形框?qū)⒈闅v整個(gè)圖像區(qū)域。

　　之后，就可以對(duì)提取出來(lái)的像素點(diǎn)，進(jìn)行各種算法的處理。

　　以下是用Verilog語(yǔ)言描述的3*3 Sobel算子：

　　wire［10:0］ temp1，temp2，temp3，temp4;

　　wire［7:0］ sobel1，sobel2，sobel3，sobel4;

　　wire［7:0］ dataout;

　　assign temp1 = temp［1］ + temp［2］ + temp［3］;

　　assign temp2 = temp［7］ + temp［8］ + temp［9］;

　　assign temp3 = temp［1］ + temp［4］ + temp［7］;

　　assign temp4 = temp［3］ + temp［6］ + temp［9］;

　　assign sobel1 = （temp1>temp2）？（temp1-temp2）：0 ;

　　assign sobel2 = （temp3>temp4）？（temp3-temp4）：0 ;

　　assign sobel3 = （sobel1>8’d 255） ？ 8’d255 ： sobel1;

　　assign sobel4 = （sobel2>8’d 255） ？ 8’d255 ： sobel2;

　　assign dataout［7:0］ = （（sobel3 > sobel4）？sobel3［7:0］：sobel4［7:0］）;