一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備，其特征在于，攝像機或計算機通過USB接口與圖像處理模擬設(shè)備通訊連接，進行處理前和處理后圖像的傳輸；圖像處理模擬設(shè)備中包括FPGA圖像采集與處理裝置、DSP圖像處理裝置兩個主要部分，F(xiàn)PGA圖像采集與處理裝置和DSP圖像處理裝置分別通過JTAG口與調(diào)試設(shè)備相連，可以對它們進行在線調(diào)試。本實用新型結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計合理，使學生能夠有效掌握圖像處理的算法學習以及FPGA和DSP的硬件實現(xiàn)。
【專利說明】一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像處理技術(shù)是近些年的一個研究熱點，其應(yīng)用范圍非常廣泛，但是學生們在課堂教學中學習的理論知識往往在實際應(yīng)用中得不到很好的實現(xiàn)，而在FPGA、DPS等實踐教學中又缺乏對圖像處理算法教學實驗設(shè)備，因而不能很好的達到對理論和實踐知識的掌握和貫通。主要的原因在于在圖像處理理論教學以及FPGA、DSP等實踐教學過程中，由于缺少相應(yīng)的模擬教學實驗設(shè)備供學生練習和實現(xiàn)，沒有一套專業(yè)和貫通的教學方法將幾者結(jié)合起來，一方面使學生無法深刻的理解已經(jīng)學到的圖像處理的理論知識，另一方面不能讓學生針對這些知識點開展模擬實驗以提高對實踐教學的體會，從而有效的掌握圖像處理的理論學習和實踐應(yīng)用。
[0003]因此，本實用新型為學生提供一個有助于圖像處理教學和FPGA、DSP硬件實踐教學的模擬實驗設(shè)備，可以作為促進學生更好的理解理論算法的一個演示平臺，也可以作為學生學習FPGA和DSP的教學實驗設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述局限性，本實用新型的主要目的在于提供一種實用的、能夠促進學生學習的模擬教學實驗設(shè)備，采取如下技術(shù)方案:
[0005]一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備，包括圖像輸入輸出設(shè)備、圖像處理模擬設(shè)備和調(diào)試設(shè)備，其特征在于，所述圖像輸入輸出設(shè)備具體包括攝像機和計算機；所述圖像處理模擬設(shè)備具體包括FPGA圖像采集與處理裝置、DSP圖像處理裝置和緩存裝置；所述調(diào)試設(shè)備包括FPGA的USB下載線和DSP仿真器；圖像處理模擬設(shè)備通過USB接口與圖像輸入輸出設(shè)備相連，通過JTAG調(diào)試接口與調(diào)試設(shè)備進行通訊連接。
[0006]進一步的，所述FPGA圖像采集與處理裝置與DSP圖像處理裝置之間有緩存裝置相互連接通訊，緩存裝置可根據(jù)需要放置至少一個或者至少一組。
[0007]圖像輸入輸出設(shè)備先將處理前的原始圖像傳輸給圖像處理模擬設(shè)備，圖像處理模擬設(shè)備通過FPGA裝置對圖像進行采集以及必要的緩存，之后再由FPGA裝置或DSP裝置對圖像進行處理，最后，處理后的圖像再送回給圖像輸入輸出設(shè)備，學生根據(jù)輸出的圖像進行教學模擬觀察或模擬分析。圖像處理模擬設(shè)備中的FPGA裝置與DSP裝置不僅可以通過直接相連的高速總線進行通信，它們還具有專用的共享緩存存儲器，可以通過共享緩存器進行大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)通信交換。
[0008]采用如上技術(shù)方案的本實用新型，具有如下有益效果:
[0009]結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計合理，使學生能夠有效掌握圖像處理的模擬實驗和學習應(yīng)用，可以通過模擬實驗設(shè)備評估對硬件處理圖像的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0011]為了進一步說明本實用新型，下面結(jié)合附圖進一步進行說明:
[0012]如附圖所示，本實用新型的一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備，包括圖像輸入輸出設(shè)備、圖像處理模擬設(shè)備和調(diào)試設(shè)備。其中，圖像輸入輸出設(shè)備具體可以是攝像機和計算機，也可以是其它能夠產(chǎn)生圖像的設(shè)備，采用計算機對處理后圖像進行采集、觀察和分析。圖像輸入輸出設(shè)備通過USB接口連接圖像處理模擬設(shè)備。圖像處理模擬設(shè)備具體包括FPGA圖像采集與處理裝置、DSP圖像處理裝置和緩存裝置，圖像輸入輸出設(shè)備的原始圖像先由圖像處理模擬設(shè)備中的FPGA圖像采集與處理裝置進行采集和緩存，之后，圖像處理模擬設(shè)備的FPGA圖像采集與處理裝置或DSP圖像處理裝置對圖像數(shù)據(jù)進行各種算法處理。調(diào)試設(shè)備分別是FPGA的下載線和DSP仿真器，它們通過USB接口與計算機相連，與FPGA裝置和DSP裝置則通過JTAG調(diào)試接口進行通訊連接。USB下載線和DSP仿真器的作用是將計算機編譯生成的二進制文件下載到兩個芯片裝置中，并且可以實現(xiàn)在線調(diào)試。需要說明的是，圖像處理模擬設(shè)備中的FPGA裝置與DSP裝置連接的專用緩存存儲器以及它們之間的共享緩存器，可根據(jù)需要，靈活的設(shè)置成乒乓結(jié)構(gòu)、FIFO結(jié)構(gòu)或隨機地址訪問等結(jié)構(gòu)，方便圖像處理的模擬教學應(yīng)用。
[0013]本實用新型將計算機編譯生成二進制文件下載到兩個芯片裝置中，實現(xiàn)在線調(diào)試，學生通過觀察或分析計算機中采集到的處理后圖像，可以通過模擬實驗設(shè)備評估對硬件處理圖像的效果。
[0014]本實用新型結(jié)構(gòu)靈活，設(shè)計合理，使學生能夠有效掌握圖像處理的理論學習和實踐應(yīng)用，將圖像處理的理論知識和基于硬件的實現(xiàn)緊密結(jié)合起來，加深學生對理論知識的理解，提高學生實踐水平和動手能力，更解決了教師在實際教學中沒有相關(guān)教學設(shè)備的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備，包括圖像輸入輸出設(shè)備、圖像處理模擬設(shè)備和調(diào)試設(shè)備，其特征在于，所述圖像輸入輸出設(shè)備具體包括攝像機和計算機；所述圖像處理模擬設(shè)備具體包括FPGA圖像采集與處理裝置、DSP圖像處理裝置和緩存裝置；所述調(diào)試設(shè)備包括FPGA的USB下載線和DSP仿真器；圖像處理模擬設(shè)備通過USB接口與圖像輸入輸出設(shè)備相連，通過JTAG調(diào)試接口與調(diào)試設(shè)備進行通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像處理模擬教學實驗設(shè)備，其特征在于，所述FPGA圖像采集與處理裝置與DSP圖像處理裝置之間有緩存裝置相互連接通訊，緩存裝置可根據(jù)需要放置至少一個或者至少一組。
【文檔編號】G09B19/00GK204117407SQ201420569739
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】劉衛(wèi)華, 唐垚, 趙小強 申請人:西安郵電大學