基于FPGA的图像直方图均衡化处理verilog实现,包含tb测试文件和MATLAB辅助验证

简介: 摘要:在FPGA上实现了图像直方图均衡化算法,通过MATLAB2022a与Vivado2019.2进行仿真和验证。核心程序涉及灰度直方图计算、累积分布及映射变换。算法旨在提升图像全局对比度,尤其适合低对比度图像。FPGA利用可编程增益器和查表技术加速硬件处理,实现像素灰度的均匀重分布,提升视觉效果。![image preview](https://ucc.alicdn.com/pic/developer-ecology/3tnl7rfrqv6tw_a075525027db4afbb9c0529921fd0152.png)

1.算法运行效果图预览
FPGA的仿真图如下:
image.png

将数据导入MATLAB,对比结果如下:

image.png

2.算法运行软件版本
MATLAB2022a

vivado2019.2

3.部分核心程序

````timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/01/19 01:47:15
// Design Name:
// Module Name: im2bw
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//

module im_hist(
input i_clk,
input i_rst,

        input i_image_en,
        input i_image_end,
        input[7:0] i_image,            

        output o_en_eq,
        output[7:0] o_image_eq            
    );

wire en_hist;
wire[7:0] w_hist;
//直方图
hist hist_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_image (i_image[7:0]),
.i_image_en (i_image_en),
.i_image_end(i_image_end),
.o_hist_en (en_hist),
.o_hist (w_hist)
);

//均衡输出
hist_eq hist_eq_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_hist_en (en_hist),
.i_hist (w_hist[7:0]),
.i_image_en (i_image_en),
.i_image (i_image[7:0]),
.o_image_en (o_en_eq),
.o_image (o_image_eq)
);

endmodule

0X_036m

```

4.算法理论概述
图像直方图均衡化是一种图像处理技术,旨在改善图像的全局对比度,通过重新分配图像的像素值,使得图像的直方图更加均匀。对于灰度的分布更加平滑,图像的视觉效果更佳。这一过程特别适用于那些整体偏暗或偏亮、对比度不足的图像。

原理

灰度直方程分布: 首先,计算原图的灰度直方程H(r),它表示每个灰度级的像素数。对于8位图像,灰度级从0到2555,H(i)表示灰度i的像素数。

累积分布: 接下来,计算累积分布H'(r),对H累加和,反映每个灰度累积像素数,直到当前灰度。

映射变换: 基于H',对每个像素灰度i映射到新的灰度j,使得新映射后的直方程更均匀。映射函数查找表实现此映射变换。

FPGA实现: 在硬件上,FPGA可编程增益器设置为每个通道的增益,对应映射表的增益系数。这样,原图像的每个像素经PGA后,通过查表映射到新的灰度,实现均衡化。

image.png

相关文章
|
Java 测试技术 数据安全/隐私保护
通过yaml文件配置自动化测试程序
通过yaml文件可以将自动化测试环境,测试数据和测试行为分开,请看一下案例
530 4
|
算法 数据安全/隐私保护 计算机视觉
基于FPGA的图像双线性插值算法verilog实现,包括tb测试文件和MATLAB辅助验证
本项目展示了256×256图像通过双线性插值放大至512×512的效果,无水印展示。使用Matlab 2022a和Vivado 2019.2开发,提供完整代码及详细中文注释、操作视频。核心程序实现图像缩放,并在Matlab中验证效果。双线性插值算法通过FPGA高效实现图像缩放,确保质量。
|
安全 关系型数据库 MySQL
MySQL8使用物理文件恢复MyISAM表测试
MySQL8使用物理文件恢复MyISAM表测试
405 0
|
机器学习/深度学习 监控 计算机视觉
目标检测实战(八): 使用YOLOv7完成对图像的目标检测任务(从数据准备到训练测试部署的完整流程)
本文介绍了如何使用YOLOv7进行目标检测,包括环境搭建、数据集准备、模型训练、验证、测试以及常见错误的解决方法。YOLOv7以其高效性能和准确率在目标检测领域受到关注,适用于自动驾驶、安防监控等场景。文中提供了源码和论文链接,以及详细的步骤说明,适合深度学习实践者参考。
4457 1
目标检测实战(八): 使用YOLOv7完成对图像的目标检测任务(从数据准备到训练测试部署的完整流程)
|
数据可视化 前端开发 测试技术
接口测试新选择:Postman替代方案全解析
在软件开发中,接口测试工具至关重要。Postman长期占据主导地位,但随着国产工具的崛起,越来越多开发者转向更适合中国市场的替代方案——Apifox。它不仅支持中英文切换、完全免费不限人数,还具备强大的可视化操作、自动生成文档和API调试功能,极大简化了开发流程。
|
Java 测试技术 容器
Jmeter工具使用:HTTP接口性能测试实战
希望这篇文章能够帮助你初步理解如何使用JMeter进行HTTP接口性能测试,有兴趣的话,你可以研究更多关于JMeter的内容。记住,只有理解并掌握了这些工具,你才能充分利用它们发挥其应有的价值。+
1842 23
|
SQL 安全 测试技术
2025接口测试全攻略:高并发、安全防护与六大工具实战指南
本文探讨高并发稳定性验证、安全防护实战及六大工具(Postman、RunnerGo、Apipost、JMeter、SoapUI、Fiddler)选型指南,助力构建未来接口测试体系。接口测试旨在验证数据传输、参数合法性、错误处理能力及性能安全性,其重要性体现在早期发现问题、保障系统稳定和支撑持续集成。常用方法包括功能、性能、安全性及兼容性测试,典型场景涵盖前后端分离开发、第三方服务集成与数据一致性检查。选择合适的工具需综合考虑需求与团队协作等因素。
2521 24
|
JSON 前端开发 测试技术
大前端之前端开发接口测试工具postman的使用方法-简单get接口请求测试的使用方法-简单教学一看就会-以实际例子来说明-优雅草卓伊凡
大前端之前端开发接口测试工具postman的使用方法-简单get接口请求测试的使用方法-简单教学一看就会-以实际例子来说明-优雅草卓伊凡
1419 10
大前端之前端开发接口测试工具postman的使用方法-简单get接口请求测试的使用方法-简单教学一看就会-以实际例子来说明-优雅草卓伊凡
|
JSON 前端开发 API
以项目登录接口为例-大前端之开发postman请求接口带token的请求测试-前端开发必学之一-如果要学会联调接口而不是纯写静态前端页面-这个是必学-本文以优雅草蜻蜓Q系统API为实践来演示我们如何带token请求接口-优雅草卓伊凡
以项目登录接口为例-大前端之开发postman请求接口带token的请求测试-前端开发必学之一-如果要学会联调接口而不是纯写静态前端页面-这个是必学-本文以优雅草蜻蜓Q系统API为实践来演示我们如何带token请求接口-优雅草卓伊凡
1207 5
以项目登录接口为例-大前端之开发postman请求接口带token的请求测试-前端开发必学之一-如果要学会联调接口而不是纯写静态前端页面-这个是必学-本文以优雅草蜻蜓Q系统API为实践来演示我们如何带token请求接口-优雅草卓伊凡

热门文章

最新文章