●目 錄 章 圖像處理基礎11.1 數字圖像處理簡介11.1.1 圖像采樣11.1.2 圖像量化21.1.3 數字圖像處理31.2 數字圖像處理繫統41.2.1 圖像處理繫統構成41.2.2 原始圖像獲取61.2.3 圖像傳感器接口161.2.4 圖像處理流水線171.2.5 圖像與視頻壓縮191.2.6 視頻顯示處理26第2章 FPGA與圖像處理322.1 使用FPGA的原因322.2 FPGA技術優勢332.3 FPGA的發展歷程342.4 FPGA生產廠家及其產品352.4.1 Altera352.4.2 linx372.4.3 Lattice372.4.4 Atmel382.4.5 Actel382.5 FPGA開發流程382.5.1 FPGA設計方法382.5.2 典型的FPGA開發流程392.6 FPGA常用開發工具442.6.1 代碼輸入工具452.6.2 綜合工具462.6.3 仿真工具472.6.4 實現與優化工具472.6.5 EDA工具482.7 FPGA圖像處理的開發流程492.7.1 需求分析及問題描述492.7.2 軟件算法設計及驗證502.7.3 硬件平臺設計512.7.4 FPGA映射522.7.5 仿真及驗證54第3章 FPGA編程語言553.1 HDL語言簡介553.2 模塊化設計563.3 可移植性573.4 不可移植性613.5 測試邏輯623.6 冗餘邏輯633.7 常用語法633.7.1 參數化633.7.2 條件編譯683.7.3 位寬匹配693.7.4 二維數組693.8 應用實例703.8.1 信號邊沿檢測703.8.2 多拍處理723.8.3 圖像行列計數73第4章 映射技術774.1 繫統結構774.1.1 流水線設計774.1.2 並行陣列814.2 計算技術824.2.1 算法轉換824.2.2 近似計算834.2.3 增量更新854.2.4 查找表854.2.5 浮點計算894.2.6 Cordic技術964.3 存儲器映射1034.3.1 幀緩存1044.3.2 行緩存1054.3.3 異步緩存1134.3.4 增加存儲器帶寬1144.3.5 存儲器建模與仿真1154.4 其他設計技巧1164.4.1 合理處理參數1164.4.2 資源及模塊復用1174.4.3 防止亞穩態118第5章 繫統仿真1215.1 Modelsim使用基礎1215.1.1 Modelsim簡介1215.1.2 Modelsim圖形界面及仿真示例1225.1.3 使用腳本命令來加速仿真1335.1.4 其他加速仿真的方法1365.2 視頻圖像處理仿真測試繫統1365.2.1 仿真測試繫統框架1365.2.2 視頻時序模擬1375.2.3 視頻捕獲模擬1455.2.4 MFC程序設計1575.2.5 通用testbench161第6章 直方圖操作1676.1 灰度直方圖1676.2 直方圖均衡化1696.3 直方圖規定化1726.4 直方圖拉伸1756.5 基於FPGA的直方圖操作1796.5.1 FPGA直方圖統計1796.5.2 FPGA直方圖均衡化1926.5.3 FPGA直方圖線性拉伸203第7章 線性濾波器2147.1 線性濾波2147.1.1 均值濾波2147.1.2 高斯濾波2167.1.3 Sobel算子2197.1.4 離散傅裡葉變換2227.2 基於FPGA的均值濾波2277.2.1 整體設計與模塊劃分2277.2.2 子模塊設計2287.2.3 Verilog代碼設計2327.2.4 仿真與調試結果2437.3 基於FPGA的Sobel算子2477.3.1 整體設計與模塊劃分2477.3.2 Sobel模板計算電路2497.3.3 基於Cordic的坐標繫轉換電路2517.3.4 Verilog代碼設計2577.3.5 仿真與調試結果274第8章 非線性濾波器2808.1 統計排序濾波2808.2 基於FPGA的統計排序濾波器2828.2.1 並行全比較排序法原理2828.2.2 整體設計與模塊劃分2858.2.3 子模塊設計2868.2.4 Verilog代碼設計2888.2.5 仿真與調試結果298第9章 形態學濾波3039.1 形態學濾波簡介3039.2 形態學濾波的基本應用3049.3 基於FPGA的Tophat濾波設計3119.3.1 頂層框架設計3119.3.2 子模塊設計312 9.3.3 Verilog代碼設計3179.3.4 仿真及調試結果3370章 圖像分割34110.1 圖像分割簡介34110.2 基於閾值的分割34110.2.1 全局閾值分割34110.2.2 局部自適應閾值分割34410.3 基於邊緣的分割34710.3.1 Canny算子34710.3.2 Canny算子的計算步驟34710.4 基於FPGA的局部自適應分割35610.4.1 算法轉換35710.4.2 FPGA結構設計35810.4.3 子模塊設計35910.4.4 Verilog代碼設計36310.4.5 仿真與調試37110.5 基於FPGA的Canny算子設計37810.5.1 非優選值抑制電路設計37810.5.2 滯後閾值分割電路設計38110.5.3 Verilog代碼設計38210.5.4 仿真調試結果3901章 視頻接口39111.1 視頻輸入接口39111.1.1 模擬視頻輸入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 視頻輸出接口41111.2.1 CVT標準41111.2.2 VGA41611.2.3 PAL42511.2.4 DVI/HDMI433參考文獻441
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，然後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繫統，並利用此測試繫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。本書在很後一章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。本書提供實例的全部源代碼，可登錄以下網址免費獲取：http://www.hxedu.com.cn（華信資源教育網）。本書適用於需要利等
