由前面所述可知，Sobel的濾波函數(shù)為

H=（Q0＋2Q3＋Q6）－（Q2＋2Q5＋Q8）；V=（Q0＋2Q1＋Q2）—（Q6＋2Q7＋Q8）

DR＝（Q1＋2Q0＋Q3）－（Q5＋2QS＋Q7）；DL=（Q1＋2Q2＋Q5）—（Q3＋2Q6＋Q7）

Magnitude＝Max（H，V， DR，DL）

為了減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，上面式子中的乘法運(yùn)算可以改寫成加法運(yùn)算：

H＝（Q0＋Q3＋Q3＋Q6）－（Q2＋Q5十Q5＋Q8）；V＝（Q0＋Q1＋Q1＋Q2）＿（Q6＋Q7＋Q7＋Q8）

DR＝（Q1＋Q0＋Q0＋Q3）＿（Q5＋Q8＋Q8＋Q7）；DL=（Q1＋Q2＋Q2＋Q5）－（Q3＋Q6＋Q6＋Q7）

對(duì)于以上數(shù)據(jù)的處理，我們先估算分別使用單片機(jī)、DSP、CPLD/FPGA所需的時(shí)間。

如果使用12 MB的單片機(jī)，加法運(yùn)算需要執(zhí)行2次，加法的中間結(jié)果寄存20次，大小比較三次，比較中間結(jié)果寄存2次，51單片機(jī)內(nèi)的加法需要兩個(gè)指令周期，比較需要兩個(gè)指令周期。這樣，完成一次Sobel濾波操作需要的時(shí)間至少為：（24×2＋20＋2×3＋2）×1 us＝72uS°對(duì)于一幅600×800像素的圖像，總共的時(shí)間為：600×800×72uS＝32s。

若使用40 MB六級(jí)流水的DSP，它們的處理時(shí)間大概為：32s/24=1.4s。

如果使用CPLD/FPGA設(shè)計(jì)，首先，H、V、DR、DL四個(gè)方向的濾波可以全部并行，同時(shí)，每一個(gè)方向的濾波函數(shù)可以采用一級(jí)四路并行加法器與一級(jí)雙路并行加法器串連。這樣一來(lái)，算上兩級(jí)串行比較器，實(shí)際上整個(gè)系統(tǒng)只有四級(jí)串行結(jié)構(gòu)，假設(shè)使用50 M的系統(tǒng)時(shí)鐘，則處理完一個(gè)像素點(diǎn)的時(shí)間為4×1/（50 M）=80 ns，處理完一幀圖像的時(shí)間為800×600×80 ns＝38.4 ms，結(jié)果處理速度比DSP高了大約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

從上可以看出，使用CPLD｀FPGA設(shè)計(jì)有關(guān)圖像處理模塊，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)速度的改善是非常明顯的。

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