簡介
FPGA數字圖像處理系列終於迎來了第三更了，馬上要開始寫畢業論文了，這次的教程寫的比較潦草，不過代碼和上位機都是完整的，重點參考了《基於FPGA的數字圖像處理原理及應用》的第七章，關於直方圖均衡化的原理推到和設計思想可以重點看書，或者自己百度一下。直方圖均衡化還是有點難的，需要有一定的基礎。
本教程與上期《系統仿真》中的規定有點區別，再次聲明一下，爲了簡化開發難度，這裏規定圖像格式爲6404808bit @60的灰度圖，也就是圖像分辨率爲640*480，一個像素佔8個bit，幀率爲60.
均值濾波實現
均值濾波的數學表達式如下：
由上述公式列出求圖像均值的步驟：
1）獲取當前窗口所有像素。 （窗口：-r<=i<=r,-r<=j<=r的像素區域）
2）計算當前窗口所有像素之和。
3）將第（2）步結果除以當前窗口數據總數。
4）滑動窗口到下一個窗口，直到遍歷完整幅圖像。
實現效果圖如下：
Sobel邊緣檢測實現
書上給的教程太過繁瑣，本節教程是根據書上簡化而來的，設計思路還是差不多的。如果以A代表原始圖像，Gx及Gy分別代表經橫向及縱向邊緣檢測的圖像灰度值，其公式如下所示：
圖像的每一個像素的橫向和縱向灰度值通過公式
由於平方和開方計算用FPGA實現比較困難，效率低，故簡化爲：
爲了儘量利用FPGA的並行特性，同時進行X方向和Y方向的計算。同時，我們注意到，由於模板的數值爲1和2或者-1，-2，將負數和正數相加後再整體做減法。模板元素爲2時直接進行移位操作則簡單地多。
同時得到窗口內9個像素是比較簡單的一件事情。兩個行緩存加上當前行即可同時得到3行圖像數據，將3行數據分別打兩拍即可得到一個窗口9個像素數據。則緩存電路設計如下所示：
得到9個像素之後還需將分別對X和Y方向的模板進行計算。計算結果如下所示:
Sobel現實效果圖如下：
福利
爲了能及時回覆大家，現在獲取源碼方式如下:
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