實(shí)時(shí)圖像和視頻處理功能

　　標(biāo)準(zhǔn)DSP自身性能上的缺陷促進(jìn)了專(zhuān)門(mén)解決此難題的專(zhuān)用設(shè)計(jì)芯片(如媒體處理器)的發(fā)展。但是，這些組件極低的靈活度往往使其局限于非常有限的應(yīng)用中并容易產(chǎn)生性能瓶頸。在高分辨率系統(tǒng)(如HDTV和醫(yī)療成像系統(tǒng))中，基于處理器的方法受到的限制尤為明顯。從根本上講，處理器的分辨率受限于分配給濾波器每個(gè)抽頭或每個(gè)轉(zhuǎn)換階段時(shí)鐘周期的數(shù)目。一旦達(dá)到極限條件，通常除了增加額外的DSP部件外別無(wú)選擇。FPGA可以藉由定制調(diào)整提供最具實(shí)用價(jià)值的高性能高效率產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員可在適用范圍和速率之間進(jìn)行折衷考慮，從而以比DSP時(shí)鐘低得多的速率實(shí)現(xiàn)指定功能。

　　例如Visicom公司發(fā)現(xiàn)，在中值濾波器應(yīng)用中[3]，DSP處理器需要67個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行算法，而FPGA只需工作在25MHz頻率下，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.biyoush.com/news/listbylabel/label/FPGA">FPGA能平行實(shí)現(xiàn)該功能。實(shí)現(xiàn)上述功能的DSP必須工作在1.5GHz頻率下，可見(jiàn)在此特定應(yīng)用中，F(xiàn)PGA解決方案的處理能力可以達(dá)到100MHz DSP處理器的17倍。

　　許多實(shí)時(shí)圖像和視頻處理功能均適合于用FPGA組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括：圖像旋轉(zhuǎn)、圖像縮放色彩校正和色度校正、陰影增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)、直方圖功能、銳化、中值濾波器和斑點(diǎn)分析等。

　　許多功能都針對(duì)特定的應(yīng)用和系統(tǒng)，并構(gòu)建在核心架構(gòu)(如2D-FIR濾波器)之上。我們可以利用HDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言或高級(jí)內(nèi)核設(shè)計(jì)工具(如Xilinx CoreGen軟件)中的DSP程序塊迅速實(shí)現(xiàn)這些功能。此外，還能藉由系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法，利用Matlabs Simulink和Xilinx SystemGenerator工具進(jìn)一步減少設(shè)計(jì)和模擬時(shí)間。