基于FPGA的圖像退化算法verilog實現(xiàn),分別實現(xiàn)橫向和縱向運動模糊,包括tb和MATLAB輔助驗證

1.算法運行效果圖預(yù)覽

(完整程序運行后無水印)




將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB,顯示圖像:




2.算法運行軟件版本

vivado2019.2,matlab2022a


3.部分核心程序

(完整版代碼包含詳細(xì)中文注釋和操作步驟視頻)


module test_image;


reg i_clk;

reg i_rst;

reg [7:0] Buffer [0:100000];

reg [7:0] II;

wire [7:0] o_Ith;

wire [7:0] o_Itv;

integer fids,idx=0,dat;



//D:\FPGA_Proj\FPGAtest\code_proj\project_1\project_1.srcs\sources_1

initial

begin

?????? fids= $fopen("D:\\code2\\code_proj\\data.bmp","rb");

?????? dat? = $fread(Buffer,fids);

?????? $fclose(fids);

end




initial

begin

i_clk=1;

i_rst=1;

#1000;

i_rst=0;

end


always #5 i_clk=~i_clk;


always@(posedge i_clk)

begin

?????? II<=Buffer[idx];

?????? idx<=idx+1;

end



tops tops_u(

.i_clk?????????? (i_clk),

.i_rst?????????? (i_rst),

.i_I???????????? (II),

.o_Ith?????????? (o_Ith),

.o_Itv?????????? (o_Itv)

);


integer fout1;

integer fout2;

initial begin

?fout1 =$fopen("SAVEDATA1.txt","w");

?fout2 =$fopen("SAVEDATA2.txt","w");

end


always @ (posedge i_clk)

?begin

???if(idx<=66614 & idx>=2)

?????? $fwrite(fout1,"%d\n",o_Ith);

?????? else

?????? $fwrite(fout1,"%d\n",0);


???if(idx<=66614 & idx>=2)

?????? $fwrite(fout2,"%d\n",o_Itv);

?????? else

?????? $fwrite(fout2,"%d\n",0);

end


endmodule



4.算法理論概述

? ? ? ?在圖像處理領(lǐng)域,圖像退化是一個常見的問題,而運動模糊是其中一種典型的退化形式。運動模糊通常是由于相機(jī)與物體之間的相對運動而產(chǎn)生的,會導(dǎo)致圖像變得模糊不清?;?FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)圖像退化算法具有實時性高、并行處理能力強(qiáng)等優(yōu)點。


算法流程


橫向運動模糊的實現(xiàn)可以通過對圖像的每一行進(jìn)行一維卷積來完成。具體步驟如下:


1.讀取圖像數(shù)據(jù):從圖像存儲器中逐行讀取圖像數(shù)據(jù)。


2.卷積操作:對每一行圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一維卷積,卷積核為橫向運動模糊的點擴(kuò)散函數(shù)。


3.存儲結(jié)果:將卷積后的結(jié)果存儲到另一個圖像存儲器中。


縱向運動模糊的實現(xiàn)可以通過對圖像的每一列進(jìn)行一維卷積來完成。具體步驟如下:


1.讀取圖像數(shù)據(jù):從圖像存儲器中逐列讀取圖像數(shù)據(jù)。


2.卷積操作:對每一列圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一維卷積,卷積核為縱向運動模糊的點擴(kuò)散函數(shù)。


3.存儲結(jié)果:將卷積后的結(jié)果存儲到另一個圖像存儲器中。

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