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随着医疗技术、材料技术和计算机技术的发展和进步,越来越多的人造假体在医疗和护理中得到了广泛地应用。视觉是人类获得外界信息的重要途径,但是因为先天遗传和后天受创等原因,视觉受损患者和盲人都需要一种设备能帮助他们恢复视觉。视觉假体是一种能让盲人和视觉受损患者,在一定程度上恢复视觉的人造假体。因为它有很强的医疗、科研价值和广阔的市场,所以近年来视觉假体是研究的热点。本文的研究工作和主要内容如下:(1)在研究视觉假体图像处理系统的国内外研究现状和需求的基础上,分析了视觉假体的原理和视觉假体的结构框图;阐述了视觉假体图像处理系统的组成,研究了视觉假体的图像处理的关键技术。(2)研究了视觉假体的图像处理系统的结构,完成了视觉假体图像处理系统的整体结构和设计方案,完成了视觉假体图像处理系统在MATLAB和FPAG两种环境下的流程的设计,搭建了设计开发的软硬件环境。(3)根据MATLAB中的设计流程,完成了视觉假体图像处理算法的设计和仿真,验证了算法适用于视觉假体的图像处理系统;设计了一个GUI的图像采集界面,为图像处理提供图像源;依次完成了包括图像边缘提取、低像素化和光幻视仿真等算法的设计和仿真。(4)根据视觉假体的FPGA的设计流程,依次完成了由I2C总线控制摄像头的图像采集模块、MPMC控制SDRAM读写的存储模块和HDMI接口的显示模块;完成了图像的前期处理模块的设计,包括亮度对比度的设计、色彩的控制、图像统计和失真度的设置等。(5)采用模块化的设计,完成图像处理的核心模块设计。在Simulink中结合System Generator设计了的各个图像处理模型,完成了单幅图的视觉假体效果处理的设计;并完成了核心模块2D-FIR的设计。最终将采集模块、存储模块、处理模块和显示模块等子模块添加到XPS工程中,从而在FPGA上实现了32×32分辨率的视觉假体的图像处理系统,并对系统资源的消耗进行了分析。本文的关键点和改进之处在于:(1)完成了一种基于FPGA的视觉假体图像处理系统的方案设计及FPGA实现,代替传统基于DSP的设计;(2)实现了32×32共1024个微电极的视觉假体图像处理系统,提高了分辨率。