FPGA 數字圖像採集與處理 — 從理論知識、模擬驗證到板級調試的實例精講
吳厚航
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商品描述
《FPGA數字圖像採集與處理》從圖像採集（包括灰度圖像和彩色圖像）、
圖像前處理（包括色彩矩陣濾波、伽馬校正、白平衡、色彩空間轉換、壞點校正和直方圖統計）、
UVC圖像傳輸和圖像後處理（包括圖像平滑、銳化、邊緣提取、直方圖均衡、FFT濾波和FIR濾波）
等方面深入淺出地介紹數字圖像相關的理論知識以及FPGA的設計實現、模擬驗證和板級調試。
《FPGA數字圖像採集與處理》提供的20個工程實例，基於Xilinx公司的Artix-7 FPGA器件。
讀者按照本書第2章搭建的開發環境，可實現這些工程實例的模擬驗證或板級調試。
《FPGA數字圖像採集與處理》適合作為從事FPGA開發的工程師或研究人員進行圖像處理相關項目開發的參考書，
也可作為高等院校相關專業FPGA課程的教材。
作者簡介
十餘年的FPGA工程實踐經歷，擅長記錄、分析並總結各種FPGA開發經驗與技巧，也非常樂於分享。
活躍於各大電子技術網站的FPGA社區或板塊，多年來筆耕不輟、風雨無阻，
不斷發表FPGA相關文章，總點擊量超過300萬。
著有多本FPGA技術相關圖書，其詼諧的文字、貼近讀者實際需求的知識點與經驗技巧分享，
贏得了廣大讀者的一致認可。
目錄大綱
目錄
第1章數字圖像處理概述
1.1數字圖像基礎
1.2數字圖像採集
1.3數字圖像前處理
1.4數字圖像後處理
第2章開發平臺搭建
2.1Vivado軟件安裝說明
2.1.1Vivado版本說明
2.1.2Xilinx官網賬號註冊
2.1.3Vivado軟件下載與安裝
2.2Notepad++安裝與設置
2.2.1文本編輯器Notepad++安裝
2.2.2Vivado中使用Notepad++的關聯設置
2.3USB 3.0控制器FX3的SDK安裝
2.4USB 3.0控制器FX3的驅動程序安裝
2.4.1PC與開發板的USB 3.0連接
2.4.2PC與USB連接
2.4.3驅動程序的安裝
2.5硬件平臺介紹
2.5.1STAR FPGA開發套件
2.5.2AT7 FPGA開發套件
第3章AXI總線協議介紹
3.1AXI協議簡介
3.1.1AXI版本介紹
3.1.2基本結構
3.1.3基本傳輸
3.2信號描述
3.3握手過程
第4章FPGA圖像採集
4.1CMOS圖像傳感器介紹
4.1.1CCD與CMOS傳感器簡介
4.1.2CMOS傳感器工作原理
4.2灰度圖像採集顯示
4.2.1FPGA功能概述
4.2.2FPGA設計說明
4.2.3裝配說明
4.2.4FPGA板級調試
4.3彩色圖像採集顯示
4.3.1FPGA功能概述
4.3.2FPGA設計說明
4.3.3裝配說明
4.3.4FPGA板級調試
第5章FPGA圖像前處理
5.1色彩濾波矩陣IP核的模擬
5.1.1色彩濾波矩陣介紹
5.1.2基於MATLAB的CFA處理
5.1.3Demosaic IP配置與接口說明
5.1.4FPGA測試腳本解析
5.1.5FPGA模擬說明
5.2色彩濾波矩陣的FPGA實現
5.2.1FPGA功能概述
5.2.2FPGA設計說明
5.2.3FPGA板級調試
5.3伽馬校正的FPGA實現
5.3.1伽馬(Gamma)介紹
5.3.2MATLAB生成Gamma校正的LUT
5.3.3FPGA功能概述
5.3.4FPGA設計說明
5.3.5FPGA板級調試
5.4白平衡校正的FPGA實現
5.4.1白平衡介紹
5.4.2FPGA功能概述
5.4.3FPGA設計說明
5.4.4FPGA板級調試
5.5色彩空間轉換與圖像增強IP核的模擬
5.5.1圖像增強IP簡介
5.5.2IP添加與配置
5.5.3協同模擬的MATLAB腳本說明
5.5.4FPGA模擬說明
5.6色彩空間轉換的FPGA實現
5.6.1功能概述
5.6.2RGB與YUV介紹
5.6.3FPGA設計說明
5.6.4FPGA板級調試
5.7壞點校正的FPGA實現
5.7.1FPGA功能概述
5.7.2FPGA設計說明
5.7.3FPGA板級調試
5.8圖像直方圖統計與實時顯示的FPGA實現
5.8.1FPGA系統概述
5.8.2FPGA設計說明
5.8.3MATLAB與FPGA協同模擬說明
5.8.4FPGA板級調試
第6章FPGA+USB 3.0的圖像UVC傳輸
6.1灰度圖像採集與UVC傳輸
6.1.1系統功能概述
6.1.2FPGA設計說明
6.1.3FX3固件
6.1.4PC端UVC軟件
6.1.5裝配說明
6.1.6板級調試說明
6.2彩色圖像採集與UVC傳輸
6.2.1系統功能概述
6.2.2FPGA設計說明
6.2.3FX3固件
6.2.4PC端UVC軟件
6.2.5裝配說明
6.2.6板級調試說明
第7章FPGA圖像後處理
7.1圖像平滑處理的FPGA實現
7.1.1系統概述
7.1.2圖像平滑與濾波
7.1.31/16的加權均值濾波的MATLAB實現
7.1.4FPGA模擬說明
7.1.5FPGA設計說明
7.1.6板級調試
7.2圖像拉普拉斯銳化處理的FPGA實現
7.2.1系統概述
7.2.2圖像拉普拉斯銳化
7.2.3拉普拉斯銳化處理的MATLAB實現
7.2.4FPGA模擬說明
7.2.5FPGA設計說明
7.2.6板級調試
7.3圖像拉普拉斯邊緣提取的FPGA實現
7.3.1系統概述
7.3.2圖像拉普拉斯邊緣提取
7.3.3拉普拉斯邊緣提取算子的MATLAB實現
7.3.4FPGA模擬說明
7.3.5FPGA設計說明
7.3.6板級調試
7.4圖像直方圖均衡處理的FPGA實現
7.4.1系統概述
7.4.2圖像直方圖均衡處理
7.4.3直方圖均衡處理的MATLAB實現
7.4.4FPGA模擬說明
7.4.5FPGA設計說明
7.4.6板級調試
7.5FFT與IFFT IP核的模擬
7.5.1關於傅里葉變換
7.5.2MATLAB中傅里葉變換實現
7.5.3Vivado中添加配置FFT IP核
7.5.4使用FPGA的IP進行FFT運算
7.5.5使用FPGA的IP進行IFFT運算
7.6圖像FFT濾波處理的FPGA實現
7.6.1系統概述
7.6.2基於MATLAB的FFT濾波
7.6.3FPGA模擬
7.6.4FPGA設計說明
7.6.5板級調試
7.7FIR濾波器IP核的模擬
7.7.1FIR濾波器簡介
7.7.2FIR IP核配置
7.7.3FIR IP核接口時序
7.7.4FIR IP模擬說明
參考文獻
