基於FPGA的數字圖像處理原理及應用

書名:基於FPGA的數字圖像處理原理及應用,語言:簡體中文,ISBN:9787121293351,頁數:440,出版社:電子工業出版社,作者:牟新剛等,出版日期:2017/01/01,類別:自然科普與應用科學
$ 396
 

內容簡介

本書首先介紹FPGA程序設計和圖像與視頻處理的關鍵基礎理論,然后通過實例代碼詳細講解了如何利用FPGA實現直方圖操作中的直方圖統計/均衡化/線性 拉伸/規定化、線性濾波器操作中的均值濾波器、Sobel算子(濾波、求模、求角度)、非線性濾波器操作中的排序類算法/形態學濾波、圖像分割算法中的局部自適應分割/Canny算子等。

本書在仿真測試部分設計了一種完善的通用測試系統,並利用此測試系統在每一章的仿真測試環節對所設計算法進行嚴格的測試 和驗證。本書在結尾介紹了在視頻處理領域常見的輸入/輸出接口。

本書偏向於工程應用,在書中有大量關於如何利用FPGA實現圖像處理算法的實例及代碼,並 對這些算法的原理及其實現過程、算法測試等做了詳細的介紹,全部的算法都進行了仿真測試驗證。

本書適用於需要利用FPGA進行圖像處理和視頻分析的學者和工程開發人員。讀者需要具備一定的嵌入式設計及FPGA設計的基礎知識,特別是Verilog語言的語法基礎。

牟新剛,武漢理工大學專職教師,主要從事圖像處理、高速信號處理、並行計算、嵌入式系統設計等方面的研究工作。
 

目錄

第1章圖像處理基礎1
1.1數字圖像處理簡介1
1.1.1圖像采樣1
1.1.2圖像量化2
1.1.3數字圖像處理3
1.2數字圖像處理系統4
1.2.1圖像處理系統構成4
1.2.2原始圖像獲取6
1.2.3圖像傳感器接口16
1.2.4圖像處理流水線17
1.2.5圖像與視頻壓縮19
1.2.6視頻顯示處理26
第2章FPGA與圖像處理32
2.1使用FPGA的原因32
2.2FPGA技術優勢33
2.3FPGA的發展歷程34
2.4FPGA生產廠家及其產品35
2.4.1Altera35
2.4.2Xilinx37
2.4.3Lattice37
2.4.4Atmel38
2.4.5Actel38
2.5FPGA開發流程38
2.5.1FPGA設計方法38
2.5.2典型的FPGA開發流程39
2.6FPGA常用開發工具44
2.6.1代碼輸入工具45
2.6.2綜合工具46
2.6.3仿真工具47
2.6.4實現與優化工具47
2.6.5EDA工具48
2.7FPGA圖像處理的開發流程49
2.7.1需求分析及問題描述49
2.7.2軟件算法設計及驗證50
2.7.3硬件平台設計51
2.7.4FPGA映射52
2.7.5仿真及驗證54
第3章FPGA編程語言55
3.1HDL語言簡介55
3.2模塊化設計56
3.3可移植性57
3.4不可移植性61
3.5測試邏輯62
3.6冗余邏輯63
3.7常用語法63
3.7.1參數化63
3.7.2條件編譯68
3.7.3位寬匹配69
3.7.4二維數組69
3.8應用實例70
3.8.1信號邊沿檢測70
3.8.2多拍處理72
3.8.3圖像行列計數73
第4章映射技術77
4.1系統結構77
4.1.1流水線設計77
4.1.2並行陣列81
4.2計算技術82
4.2.1算法轉換82
4.2.2近似計算83
4.2.3增量更新85
4.2.4查找表85
4.2.5浮點計算89
4.2.6Cordic技術96
4.3存儲器映射103
4.3.1幀緩存104
4.3.2行緩存105
4.3.3異步緩存113
4.3.4增加存儲器帶寬114
4.3.5存儲器建模與仿真115
4.4其他設計技巧116
4.4.1合理處理參數116
4.4.2資源及模塊復用117
4.4.3防止亞穩態118
第5章系統仿真121
5.1Modelsim使用基礎121
5.1.1Modelsim簡介121
5.1.2Modelsim圖形界面及仿真示例122
5.1.3使用腳本命令來加速仿真133
5.1.4其他加速仿真的方法136
5.2視頻圖像處理仿真測試系統136
5.2.1仿真測試系統框架136
5.2.2視頻時序模擬137
5.2.3視頻捕獲模擬145
5.2.4MFC程序設計157
5.2.5通用testbench161
第6章直方圖操作167
6.1灰度直方圖167
6.2直方圖均衡化169
6.3直方圖規定化172
6.4直方圖拉伸175
6.5基於FPGA的直方圖操作179
6.5.1FPGA直方圖統計179
6.5.2FPGA直方圖均衡化192
6.5.3FPGA直方圖線性拉伸203
第7章線性濾波器214
7.1線性濾波214
7.1.1均值濾波214
7.1.2高斯濾波216
7.1.3Sobel算子219
7.1.4離散傅里葉變換222
7.2基於FPGA的均值濾波227
7.2.1整體設計與模塊划分227
7.2.2子模塊設計228
7.2.3Verilog代碼設計232
7.2.4仿真與調試結果243
7.3基於FPGA的Sobel算子247
7.3.1整體設計與模塊划分247
7.3.2Sobel模板計算電路249
7.3.3基於Cordic的坐標系轉換電路251
7.3.4Verilog代碼設計257
7.3.5仿真與調試結果274
第8章非線性濾波器280
8.1統計排序濾波280
8.2基於FPGA的統計排序濾波器282
8.2.1並行全比較排序法原理282
8.2.2整體設計與模塊划分285
8.2.3子模塊設計286
8.2.4Verilog代碼設計288
8.2.5仿真與調試結果298
第9章形態學濾波303
9.1形態學濾波簡介303
9.2形態學濾波的基本應用304
9.3基於FPGA的Tophat濾波設計311
9.3.1頂層框架設計311
9.3.2子模塊設計312
9.3.3Verilog代碼設計317
9.3.4仿真及調試結果337
第10章圖像分割341
10.1圖像分割簡介341
10.2基於閾值的分割341
10.2.1全局閾值分割341
10.2.2局部自適應閾值分割344
10.3基於邊緣的分割347
10.3.1Canny算子347
10.3.2Canny算子的計算步驟347
10.4基於FPGA的局部自適應分割356
10.4.1算法轉換357
10.4.2FPGA結構設計358
10.4.3子模塊設計359
10.4.4Verilog代碼設計363
10.4.5仿真與調試371
10.5基於FPGA的Canny算子設計378
10.5.1非很大值抑制電路設計378
10.5.2滯后閾值分割電路設計381
10.5.3Verilog代碼設計382
10.5.4仿真調試結果390
第11章視頻接口391
11.1視頻輸入接口391
11.1.1模擬視頻輸入391
11.1.2CameraLink接口394
11.1.3USB接口399
11.1.4FireWire接口401
11.1.5GigEVisionTM接口407
11.1.6直接接口410
11.2視頻輸出接口411
11.2.1CVT標准411
11.2.2VGA416
11.2.3PAL425
11.2.4DVI/HDMI433
參考文獻441
 

詳細資料

  • ISBN:9787121293351
  • 規格:440頁 / 普通級 / 1-1
  • 出版地:大陸

資料來源:http://www.books.com.tw/products/CN11408543