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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来，由于科技的发展和生活节奏的加快，尤其是印刷业的发达为大量图像的印刷提供了基础，并为高品质图像的印刷提供了技术，电子信息技术的发展为图像的传输提供了高速通道，并为图像的存储提供了大量空间。另外，现代生活节奏加快，对图像尤其是经过处理后的信息明确的图像的需求日益增加，进入了某些学者认为的“读图时代”。在这样一个时代对图像进行采集处理，从而为人们提供方便阅读的图像是十分有意义的。

近年来，在生产和生活领域，图像采集处理技术发展迅猛，带来了巨大的便利。例如在手机领域，现今流行的双摄，甚至三摄，背景虚化，人脸识别，屏下指纹等都与图像采集处理技术的发展密不可分。2017年9月13日，苹果公司发布了iphonex，它完全抛弃了指纹识别而采用了名为faceid的面容识别，随后手机厂商纷纷跟风，推出了面容识别，但大多采用的是2d的人脸识别，归根到底采用的图像采集处理的方法，而苹果的faceid是通过一个结构光系统提取人脸的点云信息生成一个3d模型，归根到底采用的还是图像采集处理的方法。而由vivox20 plus屏下指纹版首发的屏下指纹技术是运用光学指纹识别技术以及oled“超薄”的属性和自发光的特性，归根到底采用的还是图像采集处理的方法。在图像采集处理领域进行研究会推动技术的进步并进一步方便生产生活。

近年来，微电子技术和超大规模集成电路技术的发展，尤其是现场可编程门阵列fpga 的发展，为图像处理系统提供了思路和方法。因为底层的图像处理数据量很大，要求处理速度快，但运算结果相对简单，以fpga为主要处理芯片的图像处理系统非常善于对图像进行处理。大数据，云计算，人工智能等是现今技术发展的几大趋势，它们都对数据的处理提出了量大，速高，智能的要求，在这些方面fpga具有光明的前景。进行基于fpga的图像采集处理系统的研究紧跟技术潮流，具有光明的前景。

2. 研究的基本内容

采用alterafpga ep4ce10开发板实现对电表数值图像进行摄像头采集和边缘检测处理，并在屏幕上进行显示。

采用ov5640摄像头模块实现对图像进行采集。

采用sdram实现对图像进行存储。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案如下：

该设计是基于altera fpga ep4ce10开发板所设计的一款电表数值图像采集与边缘检测处理系统，以altera ep4ce10芯片作为主控芯片，通过控制ov5640摄像头模块，hy57v2562 sdram模块和vga接口的7inch tft lcd monitor，并使用sobel图像边缘检测算法来进行电表数值图像采集与边缘检测处理。

本设计运用了自下而上的设计方法，通过仿顺序结构和流水结构的verilog hdl语言对各个模块进行建模，然后进行整合，最后实现电表数值图像采集与边缘检测处理的功能。阐述了一款基于altera fpga的电表数值图像采集与边缘检测处理系统的设计研发过程及其一些关键性技术。

4. 参考文献

[1]龚涛．基于fpga的图像采集处理系统[d] ．湖北：华中科技大学，2005．

[2]龚剑．基于fpga的图像处理系统[d] ．湖北：武汉科技大学，2007．

[3]郑容．基于fpga的图像采集与预处理系统设计[d]．湖北：武汉理工大学，2009．