闲庭信步使用图像验证平台加速FPGA的开发:第二十三课——图像直方图和灰度图像叠加的FPGA实现

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上周我们完成了直方图统计的FPGA实现,这课我们要把直方图和灰度图像叠加在一起。

我们首先分析一下,要在FPGA中实现直方图数据的叠加,至少需要处理两帧的图像,第一帧完成图像直方图的统计,然后在第二幅图像中将第一帧图像的直方图统计数据叠加上去。

上篇我们直接把直方图的数据输入显示,并没有进行存储,而要把直方图的数据叠加到图像上,那首先必须把直方图的数据存储起来,等待第二幅图像到来后在取出来叠加上去。

在\src\hist文件夹下新建hist_mem.sv文件,完成图像直方图数据的存储,实现非常的简单,将直方图的数据存储到数组,然后根据读地址将数组中的数据都出去。

那如何将直方图的图像叠加到灰度图像中呢?如果第二幅图像根据行号在每行的开始的时候读一个直方图的数据,根据读取的直方图数据来进行绘制,那得到的直方图应该是横向 的,看起来比较别扭,那如何得到纵向的直方图呢?那就要在绘制直方图的区域,每行根据列号读出所有的直方图值,根据直方图值进行绘制,就可以得到纵向的直方图。

解释起来可能不太清楚,我们直接看代码,在\src\hist文件夹下新建plot_chnl_hist.sv文件,直方图叠加在图像的左下方,区域大小用HIST_NUM参数来定义。在hist_domain区域内,将将列计算hsync_cnt作为地址从直方图的数组中去出来直方图的值;再将直方图的值和列计数vsync_cnt比较,到底是显示直方图的值还是原始的图像。

在top文件中例化了rgb2ycbcr,hist_statistics,hist_norm,hist_mem,plot_chnl_hist等模块。

在tb_image_sim文件中的第二个initial块中,将图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果保存并比对,需要注意一点,要完成两帧图像的处理,通过wait((frame_cnt == 1) & frame_done)来实现。

双击sim文件夹下的top_tb.bat文件,完成系统的自动化仿真。

可以看到在modelsim的Transcript有如下的打印信息,图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果一致。

打开img文件夹,也可以看到图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果是一致的(no_seq*是图像测试平台处理后的图片,seq*是FPGA硬件仿真处理后的结果)。

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