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商品描述
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瞭如何利用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。本書在模擬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模擬測試環節對所設計算法進行嚴格的測試和驗證。本書在最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模擬測試驗證。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。
目錄大綱
第1章 圖像處理基礎
1.1 數字圖像處理簡介
1.1.1 圖像採樣
1.1.2 圖像量化
1.1.3 數字圖像處理
1.2 數字圖像處理系統
1.2.1 圖像處理系統構成
1.2.2 原始圖像獲取
1.2.3 圖像傳感器接口
1.2.4 圖像處理流水線
1.2.5 圖像與視頻壓縮
1.2.6 視頻顯示處理
第2章 FPGA與圖像處理
2.1 使用FPGA的原因
2.2 FPGA技術優勢
2.3 FPGA的發展歷程
2.4 FPGA生產廠家及其產品
2.4.1 Altera
2.4.2 Xilinx
2.4.3 Lattice
2.4.4 Atmel
2.4.5 Actel
2.5 FPGA開發流程
2.5.1 FPGA設計方法
2.5.2 典型的FPGA開發流程
2.6 FPGA常用開發工具
2.6.1 代碼輸入工具
2.6.2 綜合工具
2.6.3 模擬工具
2.6.4 實現與優化工具
2.6.5 EDA工具
2.7 FPGA圖像處理的開發流程
2.7.1 需求分析及問題描述
2.7.2 軟件算法設計及驗證
2.7.3 硬件平臺設計
2.7.4 FPGA映射
2.7.5 模擬及驗證
第3章 FPGA編程語言
3.1 HDL語言簡介
3.2 模塊化設計
3.3 可移植性
3.4 不可移植性
3.5 測試邏輯
3.6 冗餘邏輯
3.7 常用語法
3.7.1 參數化
3.7.2 條件編譯
3.7.3 位寬匹配
3.7.4 二維數組
3.8 應用實例
3.8.1 信號邊沿檢測
3.8.2 多拍處理
3.8.3 圖像行列計數
第4章 映射技術
4.1 系統結構
4.1.1 流水線設計
4.1.2 並行陣列
4.2 計算技術
4.2.1 算法轉換
4.2.2 近似計算
4.2.3 增量更新
4.2.4 查找表
4.2.5 浮點計算
4.2.6 Cordic技術
4.3 存儲器映射
4.3.1 幀緩存
4.3.2 行緩存
4.3.3 異步緩存
4.3.4 增加存儲器帶寬
4.3.5 存儲器建模與模擬
4.4 其他設計技巧
4.4.1 合理處理參數
4.4.2 資源及模塊覆用
4.4.3 防止亞穩態
第5章 系統模擬
5.1 Modelsim使用基礎
5.1.1 Modelsim簡介
5.1.2 Modelsim圖形界面及模擬示例
5.1.3 使用腳本命令來加速模擬
5.1.4 其他加速模擬的方法
5.2 視頻圖像處理模擬測試系統
5.2.1 模擬測試系統框架
5.2.2 視頻時序模擬
5.2.3 視頻捕獲模擬
5.2.4 MFC程序設計
5.2.5 通用testbench
第6章 直方圖操作
6.1 灰度直方圖
6.2 直方圖均衡化
6.3 直方圖規定化
6.4 直方圖拉伸
6.5 基於FPGA的直方圖操作
6.5.1 FPGA直方圖統計
6.5.2 FPGA直方圖均衡化
6.5.3 FPGA直方圖線性拉伸
第7章 線性濾波器
7.1 線性濾波
7.1.1 均值濾波
7.1.2 高斯濾波
7.1.3 Sobel算子
7.1.4 離散傅里葉變換
7.2 基於FPGA的均值濾波
7.2.1 整體設計與模塊劃分
7.2.2 子模塊設計
7.2.3 Verilog代碼設計
7.2.4 模擬與調試結果
7.3 基於FPGA的Sobel算子
7.3.1 整體設計與模塊劃分
7.3.2 Sobel模板計算電路
7.3.3 基於Cordic的坐標系轉換電路
7.3.4 Verilog代碼設計
7.3.5 模擬與調試結果
第8章 非線性濾波器
8.1 統計排序濾波
8.2 基於FPGA的統計排序濾波器
8.2.1 並行全比較排序法原理
8.2.2 整體設計與模塊劃分
8.2.3 子模塊設計
8.2.4 Verilog代碼設計
8.2.5 模擬與調試結果
第9章 形態學濾波
9.1 形態學濾波簡介
9.2 形態學濾波的基本應用
9.3 基於FPGA的Tophat濾波設計
9.3.1 頂層框架設計
9.3.2 子模塊設計
9.3.3 Verilog代碼設計
9.3.4 模擬及調試結果
第10章 圖像分割
10.1 圖像分割簡介
10.2 基於閾值的分割
10.2.1 全局閾值分割
10.2.2 局部自適應閾值分割
10.3 基於邊緣的分割
10.3.1 Canny算子
10.3.2 Canny算子的計算步驟
10.4 基於FPGA的局部自適應分割
10.4.1 算法轉換
10.4.2 FPGA結構設計
10.4.3 子模塊設計
10.4.4 Verilog代碼設計
10.4.5 模擬與調試
10.5 基於FPGA的Canny算子設計
10.5.1 非最大值抑制電路設計
10.5.2 滯後閾值分割電路設計
10.5.3 Verilog代碼設計
10.5.4 模擬調試結果
第11章 視頻接口
11.1 視頻輸入接口
11.1.1 模擬視頻輸入
11.1.2 CameraLink接口
11.1.3 USB接口
11.1.4 FireWire接口
11.1.5 GigE Vision TM接口
11.1.6 直接接口
11.2 視頻輸出接口
11.2.1 CVT標準
11.2.2 VGA
11.2.3 PAL
11.2.4 DVI/HDMI
參考文獻
