基于FPGA的数字图像处理原理及应用
￥66.00定价
作者： 牟新刚
出版时间：2017年11月
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121293351
- 1-2
- 157798
- 47182329-4
- 平塑
- 16开
- 2017年11月
- 720
- 452
- 工学
- 电子科学与技术
- TN911.73
- 电子信息与电气
- 本专科
内容简介
本书首先介绍FPGA程序设计和图像与视频处理的关键基础理论，然后通过实例代码详细讲解了如何利用FPGA实现直方图操作中的直方图统计/均衡化/线性拉伸/规定化、线性滤波器操作中的均值滤波器、Sobel算子(滤波、求模、求角度)、非线性滤波器操作中的排序类算法/形态学滤波、图像分割算法中的局部自适应分割/Canny算子等。本书在仿真测试部分设计了一种完善的通用测试系统，并利用此测试系统在每一章的仿真测试环节对所设计算法进行严格的测试和验证。本书在*后一章介绍了在视频处理领域常见的输入/输出接口。本书偏向于工程应用，在书中有大量关于如何利用FPGA实现图像处理算法的实例及代码，并对这些算法的原理及其实现过程、算法测试等做了详细的介绍，全部的算法都进行了仿真测试验证。本书提供实例的全部源代码，可登录以下网址免费获取：http://www.hxedu.com.cn（华信资源教育网）。本书适用于需要利用FPGA进行图像处理和视频分析的学者和工程开发人员。读者需要具备一定的嵌入式设计及FPGA设计的基础知识，特别是Verilog语言的语法基础。
目录
目 录 第1章 图像处理基础 11.1 数字图像处理简介 11.1.1 图像采样 11.1.2 图像量化 21.1.3 数字图像处理 31.2 数字图像处理系统 41.2.1 图像处理系统构成 41.2.2 原始图像获取 61.2.3 图像传感器接口 161.2.4 图像处理流水线 171.2.5 图像与视频压缩 191.2.6 视频显示处理 26第2章 FPGA与图像处理 322.1 使用FPGA的原因 322.2 FPGA技术优势 332.3 FPGA的发展历程 342.4 FPGA生产厂家及其产品 352.4.1 Altera 352.4.2 Xilinx 372.4.3 Lattice 372.4.4 Atmel 382.4.5 Actel 382.5 FPGA开发流程 382.5.1 FPGA设计方法 382.5.2 典型的FPGA开发流程 392.6 FPGA常用开发工具 442.6.1 代码输入工具 452.6.2 综合工具 462.6.3 仿真工具 472.6.4 实现与优化工具 472.6.5 EDA工具 482.7 FPGA图像处理的开发流程 492.7.1 需求分析及问题描述 492.7.2 软件算法设计及验证 502.7.3 硬件平台设计 512.7.4 FPGA映射 522.7.5 仿真及验证 54第3章 FPGA编程语言 553.1 HDL语言简介 553.2 模块化设计 563.3 可移植性 573.4 不可移植性 613.5 测试逻辑 623.6 冗余逻辑 633.7 常用语法 633.7.1 参数化 633.7.2 条件编译 683.7.3 位宽匹配 693.7.4 二维数组 693.8 应用实例 703.8.1 信号边沿检测 703.8.2 多拍处理 723.8.3 图像行列计数 73第4章 映射技术 774.1 系统结构 774.1.1 流水线设计 774.1.2 并行阵列 814.2 计算技术 824.2.1 算法转换 824.2.2 近似计算 834.2.3 增量更新 854.2.4 查找表 854.2.5 浮点计算 894.2.6 Cordic技术 964.3 存储器映射 1034.3.1 帧缓存 1044.3.2 行缓存 1054.3.3 异步缓存 1134.3.4 增加存储器带宽 1144.3.5 存储器建模与仿真 1154.4 其他设计技巧 1164.4.1 合理处理参数 1164.4.2 资源及模块复用 1174.4.3 防止亚稳态 118第5章 系统仿真 1215.1 Modelsim使用基础 1215.1.1 Modelsim简介 1215.1.2 Modelsim图形界面及仿真示例 1225.1.3 使用脚本命令来加速仿真 1335.1.4 其他加速仿真的方法 1365.2 视频图像处理仿真测试系统 1365.2.1 仿真测试系统框架 1365.2.2 视频时序模拟 1375.2.3 视频捕获模拟 1455.2.4 MFC程序设计 1575.2.5 通用testbench 161第6章 直方图操作 1676.1 灰度直方图 1676.2 直方图均衡化 1696.3 直方图规定化 1726.4 直方图拉伸 1756.5 基于FPGA的直方图操作 1796.5.1 FPGA直方图统计 1796.5.2 FPGA直方图均衡化 1926.5.3 FPGA直方图线性拉伸 203第7章 线性滤波器 2147.1 线性滤波 2147.1.1 均值滤波 2147.1.2 高斯滤波 2167.1.3 Sobel算子 2197.1.4 离散傅里叶变换 2227.2 基于FPGA的均值滤波 2277.2.1 整体设计与模块划分 2277.2.2 子模块设计 2287.2.3 Verilog代码设计 2327.2.4 仿真与调试结果 2437.3 基于FPGA的Sobel算子 2477.3.1 整体设计与模块划分 2477.3.2 Sobel模板计算电路 2497.3.3 基于Cordic的坐标系转换电路 2517.3.4 Verilog代码设计 2577.3.5 仿真与调试结果 274第8章 非线性滤波器 2808.1 统计排序滤波 2808.2 基于FPGA的统计排序滤波器 2828.2.1 并行全比较排序法原理 2828.2.2 整体设计与模块划分 2858.2.3 子模块设计 2868.2.4 Verilog代码设计 2888.2.5 仿真与调试结果 298第9章 形态学滤波 3039.1 形态学滤波简介 3039.2 形态学滤波的基本应用 3049.3 基于FPGA的Tophat滤波设计 3119.3.1 顶层框架设计 3119.3.2 子模块设计 312 9.3.3 Verilog代码设计 3179.3.4 仿真及调试结果 337第10章 图像分割 34110.1 图像分割简介 34110.2 基于阈值的分割 34110.2.1 全局阈值分割 34110.2.2 局部自适应阈值分割 34410.3 基于边缘的分割 34710.3.1 Canny算子 34710.3.2 Canny算子的计算步骤 34710.4 基于FPGA的局部自适应分割 35610.4.1 算法转换 35710.4.2 FPGA结构设计 35810.4.3 子模块设计 35910.4.4 Verilog代码设计 36310.4.5 仿真与调试 37110.5 基于FPGA的Canny算子设计 37810.5.1 非最大值抑制电路设计 37810.5.2 滞后阈值分割电路设计 38110.5.3 Verilog代码设计 38210.5.4 仿真调试结果 390第11章 视频接口 39111.1 视频输入接口 39111.1.1 模拟视频输入 39111.1.2 CameraLink接口 39411.1.3 USB接口 39911.1.4 FireWire接口 40111.1.5 GigE Vision?接口 40711.1.6 直接接口 41011.2 视频输出接口 41111.2.1 CVT标准 41111.2.2 VGA 41611.2.3 PAL 42511.2.4 DVI/HDMI 433参考文献 441
