本文主要内容是实现图像的边缘检测功能
目录
- mif文件的制作
- 调用 ip 核生成rom以及在 questasim 仿真注意问题
- 灰度处理
- 均值滤波:重点是3*3 像素阵列的生成
- sobel边缘检测
- 图片的显示
- 结果展示
mif文件的制作
受资源限制,将图片像素定为 160 * 120,将图片数据制成 mif 文件,对 rom ip 核进行初始化。mif文件的制作方法网上有好多办法,因此就不再叙述了,重点说mif文件的格式。
1、mif文件的格式为:
1 WIDTH=16 ; //数据位宽
2 DEPTH=19200 ; // rom 深度即图片像素点的个数
3 ADDRESS_RADIX=UNS ; //地址数据格式
4 DATA_RADIX=BIN ; //数据格式
5 CONTENT
6 BEGIN
7 0:1010110011010000 ; // 地址 :数据 ;注意格式要和上面定义的保持统一
8 1:1010110011010000 ;
9 2:1010010010110000 ;
10 ......
11 19198:1110011011111001 ;
12 19199:1110011011011000 ;
13 END;
调用ip 核生成 rom 以及在 questasim 仿真注意问题
这部分内容已经在上篇博文中详细描述过,详情请见http://www.cnblogs.com/aslmer/p/5780107.html
灰度处理
任何颜色都由红、绿、蓝三原色组成,假如原来某点的颜色为( R,G,B )那么,我们可以通过下面几种方法,将其转换为灰度:
- 浮点算法:Gray=0.299R+0.587G+0.114B
将计算出来的Gray值同时赋值给 RGB 三个通道即RGB为(Gray,Gray,Gray),此时显示的就是灰度图。通过观察调色板就能看明了。 通过观察可知,当RGB三个通道的值相同时即为灰色,Gray的值越大,颜色越接近白色,反之越接近黑色(这是我自己的理解,不严谨错误之处请大神指正)。
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此次我采用是浮点算法来实现灰度图的,我的图片数据是RGB565 格式 ,
难点: 如何进行浮点运算。
思路:先将数据放大,然后再缩小。
例如:
Gray=0.299R+0.587G+0.114B转化为 Gray=(77R+150G+29B)>>8 即可,这里有一个技巧,若 a 为 16 位即 a [15:0],那么 a>>8 与 a [15:8]是一样的。
核心代码如下:
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
red_r1 <= 0 ;
green_r1 <= 0 ;
blue_r1 <= 0 ;
end
else begin
red_r1 <= red * 77 ; //放大后的值
green_r1 <= green * 150;
blue_r1 <= blue * 29 ;
end
end
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
Gray <= 0; // 三个数之和
end
else begin
Gray <= red_r1 + green_r1 + blue_r1;
end
end
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
if(rst_n==1'b0)begin
post_data_in <= 0; //输出的灰度数据
end
else begin
post_data_in <= { Gray[13:9], Gray[13:8], Gray[13:9] };//将Gray值赋值给RGB三个通道
end
end
均值滤波
均值滤波的原理
http://blog.csdn.net/hhygcy/article/details/4325304 (此处引用 hhygcy 的文章)
难点:如何生成 3*3 的像素阵列。
我们可以利用 ip 核生成移位寄存器 ,方法与 ip 核 生成 rom 一样,详情见目录 2 因此不再赘述 。
仿真波形如下 row_1 , row_2 , row_3 是指图像的第一、二、三行的数据,Per_href 是行有效信号(受VGA时序的启发,从 rom 中读取数据时设计了行有效和场有效的控制信号,事半功倍,有了利于仿真查错和数据的控制)。从 3 开始就出现了3*3 的像素阵列,这时候就可以求取周围 8 个像素点的平均值,进行均值滤波。
下面这个图是我自己画的 FPGA 如何将矩阵数据处理成并行的像素点,可以结合下面的代码好好理解,这也是精华所在。
正方形红框框起来的是第一个完整的 3*3 矩阵,长方形红框框起来的是并行的像素点,在此基础上就可以求得平均值,进行均值滤波。
从下图也能看到 3*3 矩阵从左往右滑动。
第一个3*3 阵列。
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