当前位置: 首页 > ai >正文

实验四:图像灰度处理

实验四 图像处理实验报告

目录

  1. 实验目的
  2. 实验内容
    • 原理描述
    • Verilog HDL设计源代码
    • Testbench仿真代码及仿真结果
    • XDC文件配置
    • 下板测试
  3. 实验体会
  4. 实验照片

实验目的

在实验三的基础上,将图片显示在显示器上,并进行灰度处理。


实验内容

原理描述

1. 图片的分辨率、尺寸和位深度
  • 分辨率:每英寸内有多少个像素点(如dpi、lpi、ppi),决定了图像细节度。
  • 尺寸:图片的像素长和宽,如640×480表示宽640像素、高480像素。
  • 位深度:每个像素用多少位(bit)表示,如24位能表示2^24种颜色。
2. 图片数据导入方法
  • 方法一:用Matlab将图片转为三维矩阵,提取RGB分量,按GRB565格式拼接,写入.coe文件。
  • 方法二:用BMP2Mif等工具将图片直接转为.coe文件。
  • 过程
    1. 用BMP2Mif生成.coe文件。
    2. 在Vivado生成ROM IP核,导入.coe。
    3. 设置RGB格式,VGA扫描显示图像。
3. VGA显示与灰度处理原理
  • 通过VGA协议分时扫描输出RGB信号。
  • 用IP核ROM存放图片像素数据,VGA扫描时顺序读出。
  • 灰度处理:将彩色像素转为灰度级像素,简化显示效果。

Verilog HDL设计源代码

module vga_tu(input clock, output reg [3:0] red,    // Routput reg [3:0] green,  // Goutput reg [3:0] blue,   // Boutput hsync,            // 行同步信号output vsync             // 场同步信号
);reg [9:0] hcount;     // 行计数reg [9:0] vcount;     // 场计数wire hcount_ov;       // 是否完成一行wire vcount_ov;       // 是否完成一场wire dat_act;         // 是否在显示区域reg vga_clk;          // VGA时钟分频reg clk_tmp;// VGA时序参数parameter hsync_end = 10'd95,hdat_begin = 10'd143,hdat_end = 10'd783,hpixel_end = 10'd799,vsync_end = 10'd1,vdat_begin = 10'd34,vdat_end = 10'd514,vline_end = 10'd524;// 时钟分频always @(posedge clk_tmp) vga_clk <= ~vga_clk;always @(posedge clock)clk_tmp <= ~clk_tmp;// 行扫描always @(posedge vga_clk) beginif (hcount_ov)hcount <= 10'd0;elsehcount <= hcount + 10'd1;endassign hcount_ov = (hcount == hpixel_end);// 场扫描always @(posedge vga_clk) beginif (hcount_ov) beginif (vcount_ov)vcount <= 10'd0;elsevcount <= vcount + 10'd1;endendassign vcount_ov = (vcount == vline_end);assign dat_act = ((hcount >= hdat_begin) && (hcount < hdat_end)) &&((vcount >= vdat_begin) && (vcount < vdat_end));assign hsync = (hcount > hsync_end);assign vsync = (vcount > vsync_end);// 判断是否在图片显示区域wire now_show;assign now_show = ((hcount <= 199 + hdat_begin) && (hcount >= 0) && (vcount <= 125 + vdat_begin) && (vcount >= 0));// 导入IP核reg [14:0] addra;wire [15:0] douta;blk_mem_gen_0 your_instance_name (.clka(vga_clk),    .addra(addra),       // 像素点计数.douta(douta)        // 图片颜色信息);// R灰度处理wire [15:0] R_grey;assign R_grey = {douta[15:11], douta[15:11], 1'b0, douta[15:11]};// 图片显示及灰度处理always @(posedge vga_clk) beginif(dat_act) begin         // 在显示区域if(now_show) begin    // 在图片显示区域red   <= R_grey[15:12];green <= R_grey[10:7];blue  <= R_grey[4:1];if(addra == 25200 - 1)   // 图片大小为250x600addra <= 0;elseaddra <= addra + 1;endendend
endmodule

XDC文件配置

set_property PACKAGE_PIN D8 [get_ports {blue[3]}]
set_property PACKAGE_PIN D7 [get_ports {blue[2]}]
set_property PACKAGE_PIN C7 [get_ports {blue[1]}]
set_property PACKAGE_PIN B7 [get_ports {blue[0]}]
set_property PACKAGE_PIN A6 [get_ports {green[3]}]
set_property PACKAGE_PIN B6 [get_ports {green[2]}]
set_property PACKAGE_PIN A5 [get_ports {green[1]}]
set_property PACKAGE_PIN C6 [get_ports {green[0]}]
set_property PACKAGE_PIN A4 [get_ports {red[3]}]
set_property PACKAGE_PIN C5 [get_ports {red[2]}]
set_property PACKAGE_PIN B4 [get_ports {red[1]}]
set_property PACKAGE_PIN A3 [get_ports {red[0]}]
set_property PACKAGE_PIN E3 [get_ports clock]
set_property PACKAGE_PIN B11 [get_ports hsync]
set_property PACKAGE_PIN B12 [get_ports vsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {blue[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {blue[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {blue[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {blue[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports clock]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports vsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {green[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {green[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {green[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {green[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {red[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {red[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {red[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {red[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports hsync]

下板测试

  • 灰度处理前:

在这里插入图片描述

  • 灰度处理后:
    在这里插入图片描述

实验体会

  • 学会了导入IP核,以及图片数据在FPGA中的读取与VGA显示原理。
  • 掌握了使用BMP2Mif等工具一键生成.coe文件,极大方便了图片数据的转换和导入。
  • 实验过程中需不断试错、调参和验证,培养了耐心和工程实操能力。
  • 抓住课堂时间高效完成实验,有助于巩固理论知识,提高实践效率。

http://www.xdnf.cn/news/12714.html

相关文章:

  • 自动化立体仓库堆垛机控制系统STEP7 OB1功能块
  • python打卡day48
  • 《解锁树莓派+Java:TinyML模型部署的性能飞升秘籍》
  • Java 面向对象进阶之多态:从概念到实践的深度解析
  • Windmill:开源开发者基础设施的革命者
  • Apache Spark详解
  • 【Pikachu】PHP反序列化RCE实战
  • 神经网络-Day48
  • 【threejs】每天一个小案例讲解:创建基本的3D场景
  • nodejs环境变量配置
  • 新手如何选择前端框架?
  • 【五子棋在线对战】三.数据管理模块实现
  • 数据类型 -- 布尔
  • unity ngui button按钮点击时部分区域响应,部分区域不响应
  • JAVA 对象 详解
  • arduino Nano+asrpro2.0制作桌面宠物
  • 码蹄杯真题分享
  • 会计 - 合并4 - 或有对价的会计处理
  • 计算机组成原理:计算机发展历程
  • 标识符命名规则
  • Linux操作系统故障应急场景及对应排查方法
  • VBA进度条ProgressForm1
  • 7.2.2_折半查找
  • 字符串字典序最大后缀问题详解
  • 总结html标签之button标签
  • 日志收集工具-Filebeat
  • 《汇编语言》第16章 直接定址表
  • 100. 2017年蓝桥杯省赛 - 九宫幻方(困难)- 暴力搜索
  • 数据库学习(二)——MySQL语句
  • 基于python的酒水零食商城系统