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通过图像传感器获取的图像数据占人工智能、机器学习与机器视觉等研究领域所需数据的极大比重。然而,现有嵌入式领域的图像系统所使用的一些传统解决方案,已不能满足日益增长的需求。例如主控芯片采用常见的微处理器,缺乏足够的信号处理能力,在多核处理器上的发展已遇到“瓶颈”,难以应对海量数据流;多芯片多处理器的解决方案功耗较大,成本较高,而且占用较多的空间,不符合微型化的嵌入式发展需求;现有的集成电路方案,更新换代以及差异化的能力受限,难以进行功能性及接口的快速扩展。因此,一个全新的嵌入式图像处理平台的推出,可以为开发者提供合适的开发平台,满足其功能需求,缩短开发周期,具有极大的工程意义。本硕士论文基于Xilinx公司推出的一款XilinxZynq-7000可编程主控芯片,设计开发系统原理图,并搭建图像采集、图像处理、图像传输以及图像显示系统,实现相应功能。在图像采集方面,通过Xilinx Zynq-7000芯片上的可编程逻辑实现LVDS电平的串行图像数据转换成并行数据的转换模块,图像数据经过图像处理流水线处理后,可以通过USB接口传输到上位机,也可以通过AXI接口传输到PS端,通过移植在XilinxZynq-7000芯片上ARM核的Linux操作系统的V4L2架构实现图像采集功能,供操作系统应用层使用;在图像处理方面,开发平台将传统在PC上实现的图像处理流水线模块,包括坏点去除、噪点去除、去马赛克、自动曝光、自动白平衡、矩阵校正、颜色空间转换、图像增强、伽马校正等模块,转移到XilinxZynq-7000芯片上的可编程逻辑运行,实现算法硬件加速功能,减轻PC处理器的处理负担,同时处理速度得到极大提高;在图像传输方面,开发平台借助赛普拉斯公司的CYUSB3014传输接口芯片,并在Xilinx Zynq-7000芯片上的可编程逻辑实现对应的传输接口,实现USB3.0接口的图像数据传输功能,并兼容USB2.0接口。PC机上接收USB传输的图像数据,并通过MFC编写软件界面,实现相机控制和图像显示;在图像显示方面,PC端从USB端口获取开发平台传输的图像数据并进行显示;开发平台也可将图像数据传输到HDMI显示屏进行显示,通过移植Linux操作系统到Xilinx Zynq-7000芯片上的ARM核,使用Linux下的DRM显示架构实现多图层硬件叠加,移植Qt界面库设计人机交互界面,最终可使用USB鼠标在HDMI显示屏上对系统进行控制,实现人机交互。多种显示方式满足实际场景的需求。论文设计的整个平台系统满足高性能、成本低、功耗小和灵活性强等需求,与传统的成像系统相比,在保留原有的基本功能基础上,具有一些新的特点,如硬件加速特性、接口扩展特性以及易用性等,可满足新的应用需求。论文完成了整个实验系统,给出了满意的实验结果。整个系统结合Xilinx Zynq-7000可编程芯片的特点,可以解决现有系统困境,满足相应的需求,具有较高的工程参考与应用价值。