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标题: 【上海校区】基于FPGA的Sobel算法实现 [打印本页]

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作者: 梦缠绕的时候    时间: 2019-1-24 10:27
标题: 【上海校区】基于FPGA的Sobel算法实现
在基于FPGA的图像处理算法中，对于算法实现的验证有两种方法：

使用显示器
使用matlab
Matlab图像处理平台搭建
这个小标题起的有点大，其实跟图像算法没有什么关系，不过是利用MATLAB生成图像数据、使用verilog读入数据提供源数据、再使用MATLAB读入modelsim中产生的输出数据，最后显示。

基本思路是：

把一副图片转换为320x256分辨率的灰度图片，然后利用fprintf函数把图像矩阵写入txt文件。

这个m文件涉及到的函数都很简单，写的时候一遍看help，一遍运行着看结果对不对。MATLAB源码如下：

% /*-----------------------------------------------------------------------
% CONFIDENTIAL IN CONFIDENCE
% This confidential and proprietary software may be only used as authorized
% by a licensing agreement from zjl ().
% In the event of publication, the following notice is applicable:
% Copyright (C) 2013-20xx zjl Corporation
% The entire notice above must be reproduced on all authorized copies.
% Author                                :                zjl
% Technology blogs         :      
% Email Address                 :                 i540113104@gmail.com
% Filename                        :                .m
% Data                                :                2018-12-30
% Description                        :                1.可以输入任意尺寸的图片，输出图片分辨率为320x256
%                               2.输出rgb、灰度图像
%                               3.生成txt文件，在modelsim仿真时使用
%                               4.生成mif文件，在例化IP核时使用
% Modification History        :
% Data                        By                        Version                        Change Description
% =========================================================================
% 30/12/18                zjl                          1.0                                Original
% -----------------------------------------------------------------------*/

clc
clear all
close all

img_ori = imread('lena.jpg');%加载图像
img_320x256 = imresize(img_ori,[256,320]);% 把图片转换为320x256分辨率
img_320x256_gray = rgb2gray(img_320x256);%图像转换为灰度图像

imwrite(img_320x256_gray,'lena_gray_320x256.jpg');

% ---------------------------------------------------------------------------
figure(1)
subplot(1,3,1),imshow(img_ori);
subplot(1,3,2),imshow(img_320x256);
subplot(1,3,3),imshow(img_320x256_gray);
% ---------------------------------------------------------------------------
%320*256大小的灰度图像生成TXT文档
fid = fopen('./lena.txt','wt');%打开空文件
for i = 1 : size(img_320x256_gray, 1)%行循环
    for j = 1 : size(img_320x256_gray, 2)%列循环
        fprintf(fid, '%d ', img_320x256_gray(i, j));%每个数据之间用空格分开%
    end
    fprintf(fid, '\n');%文件末尾加一个换行
end
fid = fclose(fid);%关闭文件
I_data = load('./lena.txt');%加载txt文件到matlab工作区-可不要

% ---------------------------------------------------------------------------
%生成mif文件
[m,n] = size( img_320x256_gray );% m行 n列
N = m*n;                               %%数据的长度，即存储器深度。
word_len = 8;                          %%每个单元的占据的位数，需自己设定
data = reshape(img_320x256_gray', 1, N);% 把矩阵转换为1行N列

fid=fopen('gray_image.mif', 'w');       %打开文件
fprintf(fid, 'DEPTH=%d;\n', N);         %存储器深度
fprintf(fid, 'WIDTH=%d;\n', word_len);  %存储器位宽
fprintf(fid, 'ADDRESS_RADIX = UNS;\n'); %% 指定address为十进制
fprintf(fid, 'DATA_RADIX = HEX;\n');    %% 指定data为十六进制
fprintf(fid, 'CONTENT\t');
fprintf(fid, 'BEGIN\n');
for i = 0 : N-1
    fprintf(fid, '\t%d\t:\t%x;\n',i, data(i+1));
end
fprintf(fid, 'END;\n');                 %%输出结尾
fclose(fid);                            %%关闭文件

实现verilog读入文本数据也很简单，一个$readmemh即可，然后在行同步信号的有效期内在时钟边沿读入寄存器。

//*任务：读取文件到内存
task load_data2mem;
begin
        $readmemh("lena.txt",reg_mem);
end
endtask

always @ (posedge clk)begin
        if(!rst_n) begin
                addr <= 0;
        end
        else if( sync_x )begin
                addr <= addr +1;
        end
end
assign data_tmp = reg_mem[addr];//从内存中读出数据

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作者: 不二晨    时间: 2019-1-24 14:42
奈斯

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