پیاده سازی الگوریتم پردازش تصویر به صورت بلادرنگ با استفاده از fpga

پردازش تصویر، یکی از علوم نسبتاً نوین است که جایگاه بسیار ویژه ای در تمامی فنون پیدا کرده است. در این علم، تغییر مشخصات یک تصویر به مقادیر مورد نظر و نیز استخراج ویژگی های خاص و اطلاعات مشخص از تصاویر مورد بحث قرار می گیرد. با توجه به اهمیت بسیار بالای تصویر در انتقال اطلاعات، نقش علم پردازش تصویر شفاف تر می شود. الگوریتم های پردازش تصویر، عموماً الگوریتم های پیچیده و حجیمی هستند. چرا که اصولاً خود تصویر دارای حجم زیادی از اطلاعات است و با توجه به اینکه غالباً تمامی داده های تصویر در الگوریتم ها مورد استفاده قرار می گیرند، حجم عملیات زیاد می شود. از سوی دیگر سرعت پردازش تصاویر، عموماً یکی از پارامترهای بسیار مهم و حیاتی در این زمینه است. در بسیاری از موارد، ضروری است الگوریتم های پردازش تصویر به صورت بلادرنگ اجرا شود. بنابراین سیستم هایی در این زمینه مورد استفاده قرار می گیرد، که از سرعت بالایی برخوردار باشد. روش های متنوعی برای پیاده سازی سیستم های پردازش تصویر وجود دارد. از جمله این روش ها می توان به استفاده از تراشه dsp، نرم افزارهای کامپیوتری و fpga اشاره کرد. هر یک از روش ها محاسن و معایبی دارد. در این پروژه، روش های مختلف مورد بررسی قرار می گیرند و fpga به عنوان یکی از روش های مفید و کارآمد به منظور پیاده سازی سیستم مورد استفاده قرار می گیرد. الگوریتم های تصویری انتخاب شده، ابتدا با اعمال تغییراتی به الگوریتم های سخت افزاری تبدیل می شوند و سپس بهینه سازی های لازم بر روی آن ها انجام می پذیرد. سپس نتایج به دست آمده در نرم افزارهای مخصوص مدارات منطقی پیاده سازی و شبیه سازی می شوند و در نهایت الگوریتم به دست آمده بر روی یک برد fpga قرار می گیرد. پیاده سازی سیستم به روش های مختلف نرم افزاری و سخت افزاری نشان داد که سرعت پردازش سیستم های سخت افزاری شامل fpga، بسیار بیشتر از سیستم های مشابه نرم افزاری هستند. بنابراین در سیستم هایی که سرعت پردازش در آن ها دارای اهمیت است، یکی از بهترین روش ها، استفاده از سیستم های سخت افزاری مبتنی بر این تراشه است.