小梅哥AC620 FPGA开发板图像处理设计教程V1.1.pdf-资料库

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体小梅哥 AC620 FPGA 开发板进阶设计教程全功能高性价比 FPGA 开发板 AC620 火热销售中，配套 60 天实地培训视频。购买链接： https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c- s.w4004-13687301132.6.8uPVJ6&id=544830995588 店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体目录说明 ...................................................................................................................... 3 基于 FPGA 图像处理之 RGB 转灰度算法的实现 ............................................................... 4 背景知识 .................................................................................................................. 4 FPGA 实现 RGB 图像转 Gray 图像方法 ..................................................................... 5 RGB 图像转 Ycbcr 图像实现 gray 图像。 ................................................................... 8 基于 FPGA 的中值滤波算法的实现 ................................................................................ 20 背景知识 ................................................................................................................ 20 FPGA 中值滤波实现方法 ........................................................................................ 21 FPGA 实现 ............................................................................................................... 21 结果分析：............................................................................................................. 38 基于 FPGA 的灰度图像均值滤波算法的实现 ................................................................. 39 背景知识 ................................................................................................................ 39 FPGA 的均值滤波算法实现步骤 ............................................................................. 39 FPGA 实现 ............................................................................................................... 40 结果分析：............................................................................................................. 48 基于 FPGA 灰度图像高斯滤波算法的实现 ..................................................................... 49 内容概要 ................................................................................................................ 49 高斯滤波算法实现步骤 .......................................................................................... 50 FPGA 实现 ............................................................................................................... 51 总结： .................................................................................................................... 58 基于 FPGA 图像处理之 sobel 算子边缘检测算法的实现 ................................................ 59 背景知识 ................................................................................................................ 59 FPGA 实现 ............................................................................................................... 60 实现结果：............................................................................................................. 69 基于 FPGA 的 5 寸 LCD 显示屏的显示控制 ..................................................................... 71 图像处理基础知识 ................................................................................................. 71 LCD 显示的基本原理 .............................................................................................. 72 FPGA 实现 ............................................................................................................... 73 实验结果：............................................................................................................. 81 店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体说明本教程为小梅哥 AC620 FPGA 开发板适配的图像处理相关教程，旨在展示使用 FPGA 进行图像处理的一般方法，例程源码基于《FPGA 自学笔记——设计与验证》一书第 6.6 节内容，通过加入图像处理算法得到。具体例程使用方法，与书中板级验证方法一致。教程内容将会不定期更新新的算法内容，所有例程源码，均可在芯航线 FPGA 客户专属群“286285840”群文件下载。如果文档有修正或更新，也将及时上传在群文件。店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体基于 FPGA 图像处理之 RGB 转灰度算法的实现背景知识在正式入题之前先给大家讲解一下 gray 图像，YUV 图像以及 Ycbcr 图像。 Gray 图像：灰度（gray）图像就是我们常说的黑白图像，由黑到白为灰阶为 0-255(8bit)。 YUV 是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于 PAL），是 PAL 和 SECAM 模拟彩色电视制式采用的颜色空间。在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄影机或彩色 CCD 摄影机进行取像，然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到 RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号 Y 和两个色差信号 B－Y（即 U）、R－Y（即 V），最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这种色彩的表示方法就是所谓的 YUV 色彩空间表示。采用 YUV 色彩空间的重要性是它的亮度信号 Y 和色度信号 U、V 是分离的。YUV 主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后相容老式黑白电视。与 RGB 视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的频宽（RGB 要求三个独立的视频信号同时传输）。其中“Y”表示明亮度（Luminance 或 Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V” 表示的则是色度（Chrominance 或 Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是透过 RGB 输入信号来建立的，方法是将 RGB 信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面─色调与饱和度，分别用 Cr 和 Cb 来表示。其中，Cr 反映了 RGB 输入信号红色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异。而 Cb 反映的是 RGB 输入信号蓝色部分与 RGB 信号亮度值之间的差异。 Ycbcr 或 Y'CbCr 有的时候会被写作：YCBCR 或是 Y'CBCR，是色彩空间的一种，通常会用于影片中的影像连续处理，或是数字摄影系统中。Y'为颜色的亮度(luma)成分、而 CB 和 CR 则为蓝色和红色的浓度偏移量成份。Y'和 Y 是不同的，而 Y 就是所谓的流明(luminance)，表示光的浓度且为非线性，使用伽马店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体修正(gamma correction)编码处理。 FPGA 实现 RGB 图像转 Gray 图像方法一般 RGB 像转灰度（gray）图像有两种方法: 1)使用 RGB 图像的单通道去显示图像（R，G 或 B）。 2)RGB 图像转换成 Ycbcr 图像，使用 Y 分量去显示图像，来实现彩色图像转灰度图。 RGB 单通道实现灰度图像的转换图 1 R/G/B 单通道实现灰度图像的显示由图 1 所示，在基于 uart 传图的基础上我们增加了 R/G/B lane 模块来实现 rgb 转 gray 图像的显示。 RGB 单通道实现灰度图像 FPGA 源码： //---------------------------------------------------------------------- // R G B to gray //---------------------------------------------------------------------- 店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411 FPGAUart_rxWr_fifoSDRAM_controlRd_fifoTFT_CTLLCD displaySDRAMPCR/G/Blane

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体 wire [15:0] rgb; assign TFT_rgb = {rgb[15:11],rgb[15:11],1'b0,rgb[15:11]}; //red //assign TFT_rgb = {rgb[10:6],rgb[10:5],rgb[10:6]}; //green //assign TFT_rgb = {rgb[4:0],rgb[4:0],1'b0,rgb[4:0]}; //blue 实现结果：图 2 莲花原图店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体图 3 莲花 Red 分量灰度图像图 4 莲花 Green 分量灰度图像店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411

小梅哥FPGA团队，专注于培养您的FPGA独立开发能力开发板培训项目研发三位一体图 5 莲花 Blue 分量灰度图像由图 3,4,5 三个分量显示图像来看，Green 分量显示效果较好，脉络清晰，红色分量灰度图像偏亮，蓝色分量灰度图像偏暗。大家可以多试其他图像，这种方法比较简单，容易实现。 RGB 图像转 Ycbcr 图像实现 gray 图像。图 6 Y lane 分量实现灰度图像店铺：https://xiaomeige.taobao.com 官方网站：www.corecourse.cn 技术博客：http://www.cnblogs.com/xiaomeige/ 技术群组：615381411 FPGAUart_rxWr_fifoSDRAM_controlRd_fifoTFT_CTLLCD displaySDRAMPCYcbcrY lane

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