Implementation of image processing algorithms on FPGA demonstration board

Abstract

Görüntü iyileştirme, hareket ve hedef takibi, yüz tanıma, plaka tespiti gibi görüntü işleme uygulamaları, savunma sanayi, tıp bilimleri ve astronomi gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır._x000B_Bu tezde, genelde yazılım ile uygulanan görüntü işleme algoritmalarının FPGA (sahada programlanabilir kapı dizileri) üzerinde gerçeklenebilmesi incelenmiştir. Termal görüntüde nesne ve hareket tespiti, kenar çıkarımı, gürültü azaltma, histogram görüntüleme ve doğrusal olmayan karşıtlık ayarı, ve hareketli nesne tespiti gibi uygulamalar başarıyla çalıştırılmıştır._x000B_Çalışma kartı olarak Altera DE2-70 kartı seçilmiştir. Kart birçok uygulama için yeterli arayüze sahip bulunmaktadır. Kompozit video girişleri ve VGA çıkışının mevcut bulunması ve yeterince güçlü bir FPGA'a sahip olması tasarım yapmayı kolaylaştırması açısından seçilmesindeki etkenlerin başında gelmektedir. Donanım modellemesi için Verilog donanım tanımlama dili kullanılmıştır. Donanım modellerini sentezleme programı olarak Quartus 9.1 kullanılmıştır. Genel uygulama kompozit analog video girişini dijital formata çevirme, görüntünün işlenmesi ve bilgisayar monitörüne 640 x 480 çözünürlükte gönderilmesi işlemlerinden oluşur._x000B_Bu çalışmanın temel amacı görüntü işleme alanında FPGA kullanımının avantajlarından faydalanarak, görüntü işlemenin verimli bir şekilde uygulanabilirliğini göstermektir Image enhancement, motion and target tracking, face recognition and license plate detection are some of the image processing applications which are widely used in many fields such as military, medical sciences, astronomy etc._x000B_Image processing is mostly implemented in software. In this thesis, implementation of image processing algorithms on FPGA was analyzed. Object and motion detection on thermal imagery, edge detection, noise reduction, histogram monitoring, nonlinear contrast adjustment and motion detection applications were successfully operated._x000B_Altera DE2-70 development and education board was chosen to work on. Board has a number of input and output interfaces sufficient for many image-processing applications. The most important factors for choosing Altera DE2-70 board was its two composite video inputs, VGA output feature and its powerful FPGA, which facilitates to design. Verilog hardware description language (HDL) was used for modeling hardware. Quartus 9.1 program was used to synthesize the hardware models. General application includes conversion of analog video input into digital format, processing the image and transmitting the image to a VGA monitor at a resolution of 640x480._x000B_The main objective of this study is taking advantage of the use of FPGAs in the field of image processing and demonstrating the feasibility of the efficient applications of image processing.