基于Kintex⁃7 FPGA的DDR3 SDRAM高速访存控制器优化与实现

针对高速视频图像在跨时钟域数据交互中存在的帧交错及DDR3 SDRAM带宽利用率较低的问题,提出一种新的DDR3 SDRAM访存控制方法,实现多路视频数据快速、高效访存。以Kintex⁃7 FPGA为控制核心,在VIVADO MIG IP核基础上,实现读写位宽比为10∶1的异步FIFO,并结合RAM构建读写缓存控制模块,提高DDR3 SDRAM带宽利用率。设计不完全乒乓操作,并采用分区缓存确保帧数据完整。对8路分辨率为1920×1080的RGB888视频图像数据进行并行读、写操作。实验结果表明,该系统能有效实现8路高速视频数据的访存,帧完整,系统的有效带宽利用率可达74.69%,图像帧率可达48 Hz。满足了高分辨率实时图像显示要求,克服了帧交错问题,提高了DDR3 SDRAM的有效带宽利用率,具有较强的可移植性,为进一步实现多路视频数据协同处理提供了参考。

基于灰度共生矩阵的多尺度分块压缩感知算法

针对图像边缘与轮廓不能精确重构的问题,提出了一种基于灰度共生矩阵的多尺度分块压缩感知算法。该算法利用三级离散小波变换将图像分解为高频部分和低频部分。通过灰度共生矩阵的熵分析高频部分图像块的纹理复杂度,并根据图像块纹理进行再分块、自适应分配采样率。采用平滑投影Landweber算法重构图像,消除分块引起的块效应。对多种图像进行压缩重构仿真,实验结果表明,无观测噪声情况、采样率为0.1时,本算法在Mandrill图像上得到的峰值信噪比(PSNR)为25.37dB,比现有非均匀分块算法提高了2.51dB。不同噪声水平下,本算法的PSNR比无噪时仅下降了0.41~2.05dB。对于纹理复杂度较高的图像,本算法的重构效果明显优于非均匀分块算法,对噪声具有较好的鲁棒性。