基于FPGA自定义图像显示
基于FPGA的TFT大屏幕液晶显示控制器设计
文章编号 ： １ ０ ０ １ —２ ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ ０ １ ３～ ０ ３
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ４ ６ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｍｍ ｔ ａ ｍ ｔ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ０ ４
基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的 Ｔ Ｆ Ｔ大 屏幕 液 晶显 示 控 制 器 设 计 水
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｈ ｕ ａ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ
大大的减 轻 Ａ Ｒ Ｍ 的数 据 处理 负担 。 同时针 对 由于显示 所 需显存 容量 大 ， 而Ｓ Ｒ Ａ Ｍ 价 格 高 昂的 问题 ， 采 用单 片 Ｓ Ｄ Ａ Ｒ Ｍ 读 写切换 控 制的功 能 ， 大 大的减 少 了成 本 开 支 ， 并 且 已经成 功应 用 于嵌入 式 系统 。
Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ・ ｅ ｍｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｄｉ ｏ ｄ ｅ ）ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ｉ ｓ ａ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｆ Ｐ ＧＡ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ Ｃ ｎ ａ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｈｅ ｔ ｂ ｕ ｒ ｄ ｅ ｎ ｏ ｎ
第 ３期
２ ０ １ ４年 ３月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ Ｍ ａｃ ｈ ｉ ｎｅ Ｔｏ ｏ ｌ＆ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｉ ｑｕ ｅ
基于FPGA的VGA图像显示
基于FPGA的VGA图像显示1、VGA显示原理VGA标准是一种计算机显示标准，最初是由IBM公司在1987 年提出的，分辨率是640*480。
VGA 接口也叫做D_Sub 接口，是显卡上输出模拟信号的接口。
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D/A 转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。
常见的彩色显示器一般由阴极射线管(CRT) 构成，彩色由GRB(Green Red Blue) 基色组成。
显示采用逐行扫描的方式解决,阴极射线枪发出电子束打在涂有荧光粉的荧光屏上,产生GRB 基色，合成一个彩色像素。
扫描从屏幕的左上方开始,从左到右，从上到下，逐行扫描，每扫完一行，电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置，在这期间，CRT 对电子束进行消隐，每行结束时，用行同步信号进行行同步；扫描完所有行，用场同步信号进行场同步，并使扫描回到屏幕的左上方，同时进行场消隐，并预备进行下一次的扫描。
要实现VGA显示就要解决数据来源、数据存储、时序实现等问题，其中关键还是如何实现VGA时序。
VGA的标准参考显示时序如图1所示。
行时序和帧时序都需要产生同步脉冲(Sync a)、显示后沿(Back porch b)、显示时序段(Display interval c)和显示前沿(Front porch d)四个部分。
2、方案设计由VGA的显示原理可知，该任务的关键是VGA时序控制部分和汉字图形显示部分：（1）VGA时序控制部分，采用FPGA本地50MHz时钟，根据所需时序要求，经Verilog语言编写的计数模块分频而得到，该部分十分重要，如果产生的时序有偏差，那么就会使汉字图形无法显示或显示结果混乱；（2）汉字图形显示部分，有2种方法可以实现：第1 种是在对像素进行行计数、场计数的时候，就把字库信息直接赋值给颜色信号R、G、B，这种方法虽然简单，但是控制很不灵活，需要对汉字的显示像素一一判定对应的位置，容易出现错误，不易修改，所以本次采用的是第2 种方法，第2 种方法是使用FPGA内部的一种资源来存储汉字的字库信息，然后由程序将其提取出来作为显示信号发送到VGA 接口，以实现汉字图形的显示，这样就克服了第一种方法易出错又不易修改的缺点。
基于FPGA的视频展示台贝尔图像插值模块设计的开题报告
基于FPGA的视频展示台贝尔图像插值模块设计的开题报告一、研究背景和意义随着现代科技的不断发展，数字视频处理技术已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而视频展示台作为一种良好的视频展示平台，在播放数字视频内容时，对显示效果的要求越来越高。
因此，如何提高视频展示台的显示质量已经成为一个研究热点。
图像插值是提高数字视频显示质量的一种重要方法。
在视频展示过程中，由于图像在传输和处理过程中出现的失真和抖动等因素，会导致图像像素丢失或者出现锯齿状等现象。
图像插值是一种方法，通过这种方法可以在保持图像细节的同时，重新构造图像，使图像更加平滑、连续，并且减少了锯齿状像素的出现。
尤其对于视频展示领域，使用高质量的图像插值算法可以处理不同尺寸的输入图像，并在放大处理时有效地提高图像的质量。
而FPGA作为一种灵活、可重构的计算平台，它可以满足对数字视频处理中高效且低功耗的要求。
因此，本研究拟基于FPGA平台设计一个高效的贝尔图像插值模块，以提高视频展示的显示效果。
二、研究内容和技术路线本研究将基于FPGA平台设计一个贝尔图像插值模块，并在视频展示台上进行应用。
具体研究内容包括：1. 研究图像插值技术，分析现有算法的特点和优缺点。
2. 设计高效的贝尔图像插值模块，并通过FPGA进行仿真验证。
3. 设计包括通信接口、数据传输等在内的完整的视频展示系统框架。
4. 针对视频展示业务场景，进行黑白、彩色等多种图像插值实验，并对实验结果进行分析和评估。
技术路线为：1. 研究基础技术：数字信号处理技术、FPGA设计原理和开发技术等。
2. 算法原理和实现：调研和分析现有的图像插值算法，并选择贝尔图像插值算法作为研究重点。
设计贝尔插值算法的具体实现方案，并完成算法的验证和修改。
3. 系统设计：根据实际业务场景，设计视频展示系统的完整框架，包括硬件设备和软件系统。
4. 实验测试：开展黑白、彩色等多种图像插值算法实验，并对实验结果进行评估和分析。
基于FPGA的VGA图像控制器设计与实现
ＶＡ 图像 控制 器 是一 个较 大 的数字 系 统 。采用 模块 化 设计 原 Ｇ 则和 自顶 向 下的设 计思想 ，进 行功 能分 离并按 层 次设 计 。将 Ｖ Ｄ ＨＬ 硬件 描述 语言 设计 与 原理 图设 计相 结合 ，逐 一对 每个 功 能模 块进 行仿 真 ，使顶 层 Ｖ Ａ图像 控制 器 的模块 实 体仿真 综合 得 以顺利 通 Ｇ 过 。Ｖ Ａ 控制 器主 要 由 以下模 块组成 ：消 隐模块 ，显 示模 块 ，分 Ｇ 频模 块 ，网格 生成 模块 ，汉字 显示模 块 ， 图像控 制模 块 ，动 画生 成模 块 ，ＬＭＲ Ｍ 用模 块 ，ＥＰ Ｏ Ｐ— Ｏ 调 Ｅ ＲＭ调用 模块 等 。 三 、模块 设计 （ ）消 隐模块 一 消 隐模 块 是整个 显示 控制 器 的关 键部 分 ，显示 模 块 、汉字 模 块 、彩 条模 块 、 网格 模块 、动画控 制 模块 、Ｌ ＭＲ Ｍ 调用 模块 等 Ｐ－ Ｏ 都 由消 隐模 块控 制 ，并且 行 同步信 号 （ｓ 和场 同步 信 号 （ｓ都 由 Ｈ） ｖ）
Ｈｕ Ｙｉ ａｎａ ｎＱａ
（ ｈ ｎ ｄ ｓｔｔ ｆ ｉ ｕ ｎＮ ｒ ｌ ｎ ｅｓｙＣｈ ｎ ｄ ６ ５ ，ｈｎ ） Ｃ ｅ ｇ ｕＩ ｔｕｅｏ Ｓｃ ａ ｏｍａ Ｕ ｉ ｒｉ， ｅ ｇ ｕ １ ４Ｃ ｉａ ｎｉ ｈ ｖ ｔ １ ７
Ａｂ ｔａ ｔ ＤＡ ｃ ｎ ｌｇ ｓｒ ｃ： Ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｙｎ１ｉ ｔｅｃ ｒ ｆｍｏ ｅ ｅｅｔｏ ｉ ｅｉｎｔｃ ｎ ｌｇ ， ｌ ｓｏ ｏ ｒｕ ｏ ｕｅ ｌｔ ｒ ｉ ｅ ｓ ｈ ｏｅｏ ｄ ｍ ｌｃ ｎｃｄ ｓ ｅｈ ｏｏ ｙｉｒ ｉ ｎｐ ｗｅｆ１ｃ ｍｐ ｔｒｐａｆ ｍ ｒ ｇ ｔｅ ｅ ｏ ｎ
计 算机 光盘 软件 与应 用
基于FPGA的LED显示屏控制方案
基于FPGA的LED显示屏控制方案概述随着需求的增加，许多电子设备和系统需要具有更高的性能，并且需要更高效的数据处理。
这些设备和系统需要实现更多的功能，需要数据存储更可靠，并需要更快速地处理数据。
现在有许多解决方案，其中包括基于FPGA的解决方案。
本文将讨论基于FPGA的LED显示屏控制方案。
FPGA概述FPGA是一种可编程逻辑门阵列（PLA），其在电子领域有着广泛应用。
与传统的ASIC（特定应用集成电路）不同，FPGA具有可编程的门电路。
因此，FPGA的功能可以在设计时通过编程进行定制化。
FPGA的应用范围很广泛，包括通信、计算机、嵌入式系统等等。
LED显示屏概述LED显示屏主要由LED点阵组成，其在各种场合都有广泛的应用。
例如：室内的广告牌、室外的公告牌、舞台背景幕等等。
在这些应用中，LED显示屏可以显示图像、文字和动态影像等各种内容。
此外，LED显示屏也可以用于显示环境温度、湿度或其他各种数据。
基于FPGA的LED显示屏控制方案基于FPGA的LED显示屏控制方案可用于设计各种LED显示屏，下面是实现这个目标的基本步骤：1. FPGA系统设计FPGA系统模块化设计需要采用标准的设计方法，使用VHDL或Verilog HDL等基本的设计语言，进行逻辑功能的实现。
通常这些模块包括时钟模块、程序存储模块、输入输出模块、控制器模块等。
2. 帧控制器设计基于FPGA的LED显示屏需要一个单独的控制器模块来完成任务。
FPGA的设计人员需要设计此控制器模块。
在控制器中，我们可以采用一种帧的高速重复显示，这可以使用同一模块来完成大部分图像操作。
3. 显示控制器设计显示控制器用于执行具体的显示功能，在LED驱动器下进行控制，并为数据的输出提供信号。
例如，如果我们要做一个汽车行车记录仪，我们可以将控制器模块中的显存用于存储数据，该数据将由LED显示模块驱动。
4. 驱动器设计LED驱动器是一个必要的模块，它用于将信号转换为LED点阵中的亮度（即灰度）控制。
基于FPGA的图像处理原理及应用
基于FPGA的图像处理原理及应用1. 引言随着科技的发展和应用需求的增加，图像处理技术在各个领域得到了广泛的应用。
在传统的图像处理方法中，基于计算机的软件实现存在着处理速度慢、功耗高和延迟大等问题。
为了解决这些问题，人们开始研究和应用基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的图像处理技术。
本文将介绍基于FPGA的图像处理原理及其在实际应用中的一些案例。
2. FPGA和图像处理概述FPGA是一种可编程逻辑器件，具有可重构性和高并行性的特点。
它可以被用来实现各种复杂的算法和逻辑功能，包括图像处理。
图像处理是指对图像进行增强、分析、压缩等处理方法的应用。
在传统的图像处理方法中，计算机软件对图像进行逐像素的处理，处理速度较慢。
而基于FPGA的图像处理利用并行计算的优势，可以快速地处理大规模的图像数据。
3. FPGA图像处理原理基于FPGA的图像处理原理主要涉及以下几个方面：3.1 图像采集FPGA可以通过外部接口连接图像传感器，实时采集图像数据。
采集的图像数据通过FPGA内部的数据总线传输到处理模块。
3.2 图像预处理图像预处理主要包括去噪、滤波、增强、边缘检测等操作。
FPGA可以通过逻辑电路实现这些操作，处理后的图像数据可以存储在内部RAM中。
3.3 图像处理算法基于FPGA的图像处理算法可以应用于各种领域，例如人脸识别、目标检测、视频编码等。
这些算法可以通过FPGA内部的逻辑模块和算法实现。
3.4 图像输出处理后的图像数据可以通过FPGA的输出接口输出到显示器或者其他设备上。
FPGA还可以实现图像数据的压缩和传输。
4. 基于FPGA的图像处理应用案例基于FPGA的图像处理在许多领域都得到了应用。
下面列举一些典型的案例：4.1 智能监控系统基于FPGA的智能监控系统可以实现图像识别和目标检测功能。
通过对图像进行实时处理和分析，可以实现对目标物体的跟踪和识别，从而提高监控系统的效率和准确性。
采用FPGA实现 DisplayPort
在1月份举办的美国消费电子展(Consumer Electronics Show) 上，数家业界主要的平板电视及显示技术公司纷纷宣布推出高清3D 电视和令人惊艳的4K x 2K LCD 显示器，从而可将用户家中、车内或移动设备上的电视、显示器以及其他电子设备之间需要交换的数据量显著提升至前所未有的水平。
在这些最新的电视上，体育迷们可以欢欣鼓舞地体验到众多优异性能，如176 度的超广视界、1,200:1 的超高对比度以及450尼特的亮度——足以使最阴暗的洞穴通透明亮。
不过，对于开发这些电视或连接至这些电视的电子产品的设计工程师来说，所有这些最新特性都意味着需要非常高的带宽。
例如，一部具备800 万像素的四声道4Kx2K 高清电视（可为家庭提供数字影院效果）需要的带宽是当前顶级电视和显示器在理想工作状态下所需带宽的四倍，这意味着在机顶盒与高清电视之间存在巨大的数据吞吐量。
这种对更高带宽的需求并不单单来自消费产品市场，为了满足MRI 和CT扫描、命令与控制、菊花链显示、电子公告牌与DNA 3D渲染、航空器、天气以及人体构造等众多应用领域的显示需要，广播设备、数字显示、科研以及医疗市场也在不断加大对带宽的要求。
为了在控制成本的同时还能有助于满足这种带宽需求，视频电子标准协会(Video Electron ics Standards Association) 于2007 年向市场推出了DisplayPort，并随后积极与合作伙伴展开合作，对DisplayPort 进行优化。
如今，VESA DisplayPort 1.1a 已能够在单根线缆内支持多达 4 个通道且每通道最高 2.7Gbps 的数据率，而DisplayPort1.2 又将支持的数据数率翻了一番，达到5.4Gbps（足以在单显示器应用中支持3,840 x 2,400 像素(60 Hz)，或4 台显示器应用中的1,920x1,200 像素，或2,560x 1,600 像素的3D 显示(1 20Hz)）。
基于FPGA的图像处理系统
基于FPGA的图像处理系统一、引言在当代社会中，图像处理技术已广泛应用于各个领域，如医学影像、自动驾驶、安防监控等。
图像处理系统的实现要求高效、实时、稳定，而传统的软件实现方式在处理速度和实时性方面存在局限性。
因此，基于可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）的图像处理系统应运而生。
本文将介绍的原理、设计和应用。
二、原理FPGA是一种可编程的硬件设备，具有可重构性的特点，用户可以通过编程对FPGA进行逻辑电路的配置。
将图像处理任务转化为逻辑电路的实现，通过并行计算和密集的硬件资源，提供了高性能和高速度的图像处理能力。
1. FPGA的工作原理FPGA由一系列可编程的逻辑单元（Logic Cell）和可编程的可输入/输出块（Input/Output block）组成。
用户可以通过硬件描述语言（HDL）对FPGA进行编程，从而实现所需的逻辑功能。
2. 基于FPGA的图像处理流程的核心是使用FPGA对图像进行分析和处理。
其处理流程包括图像输入、预处理、特征提取、特征分析和图像输出等基本步骤。
（1）图像输入：将需要处理的图像输入到FPGA，通常使用摄像头或者传感器得到实时图像。
（2）预处理：对输入的图像进行预处理，例如去噪、灰度化、增强对比度等操作。
这些预处理操作旨在缩减噪声和提高图像质量，为后续的特征提取和分析提供更好的数据基础。
（3）特征提取：通过对图像进行边缘检测、角点检测、纹理分析等操作，提取图像中的重要特征。
特征提取是图像处理中的关键步骤，其结果能够反映出图像的本质信息。
（4）特征分析：依据提取的特征，对图像进行分析和处理。
可以进行目标检测、物体识别、人脸识别等任务。
（5）图像输出：将经过处理后的图像输出，通常通过显示器、视频录制设备等方式展示结果。
三、设计的设计包括硬件设计和软件设计。
硬件设计的关键是选择和配置适当的FPGA芯片，确定需要的逻辑电路和资源，并将其编程在FPGA中。
基于FPGA的图像处理探究
隹Isl^iSls V12021年第03期(总第219期)基于FPGA的图像处理探究王建,赵红霞(运城职业技术学院，山西运城044000)摘要：随着图像处理的数量的增大和图形处理算法复杂度变高，图像处理实时性就变得十分重要。
为了解决图像处理中数据实时性问题，文章基于FPGA的图像处理进行分析，文章基于边缘检测算法和滤波算法，选择以Sobel算子对图像进行预处理，并选择Matlab软件对算法进行仿真，研究算法的可行性。
实验表明文章提出的基于FPGA的图像处理系统具有良好的边缘检测效果,能够实现数据处理实时要求。
关键词：图像处理;FPGA；边缘检测；中值滤波中图分类号:TP391文献标识码：B文章编号:2096-9759(2021)03-0079-03在图像处理的数量的增多，以及图形处理算法复杂度日益变高的背景下，针对图像处理实时处理难度将越来越高。
结合国内外学者研究的文献，主要集中了图像处理算法的研究层面上，关于选择具体的处理器和仿真软件两者融合进行研究的文献较少。
因此，本文基于FPGA对图像进行处理，釆用边缘检测和滤波算法，以Sobel算子对图像进行实时处理，从而满足图像处理时间和速度的要求，结合仿真结果验证本次设计的实用性，从而说明本研究实际意义。
1边缘检测和Sobel算法、中值滤波理论分析在实际生活中，边缘是指两个灰度值在相差较大的相邻区域当中，具体表现为特征不连续性。
通常用导数函数变化收稿日期:2020-12-29图2两种过滤方法实验结果对比图由图2中的四组曲线对两种过滤方法的拟合优度和误判率分别进行分析。
首先，针对拟合度优度指数分析得出，本文过滤方法的拟合度和传统过滤方法的拟合度在整体上註的差异性较小，数值基本接近,但仍然能够看出本文过滤方法的拟合优度指数更高，由本文上述计算可知，拟合优度指数数值越高，则说明过滤的精度越高。
因此，证明本文提出的异常信息流过滤方法与传统过滤方法相比，在实际应用中的过滤精度更高。
基于T35F324的FPGA开发板图像采集显示系统方案
基于T35F324的FPGA开发板图像采集显示系统方案1.前言个人觉得易灵思的TriOn系列比钛金系列FPGA,就目前而言，更适合做图像显示相关应用，以T35和巨60为例，主要原因如下表所示：易灵思如果专注图像细分领域，毕竟大部分客户还是用DDR和MIPI,因此我觉得钛金系列的架构真的脑袋被驴踢了，DDR和MIP1用硬核才是正确的选择！另外，钛金系列FPGA相对推出时间不够，目前IP也不成熟。
以T35为例，DDR硬核IP在EfinityInterface中直接可以调用DDRIP并设定相关参数，但是钛金系列Ti60还没有包含到工具链中，这让拿不到一手资源的FPGAer就很尴尬，虽然可以理解不集成到IDE中，可以更快的迭代前提不成熟的版本。
M1P1TX/RX 接口，山谷0.8mm40P 接口如上图所示，T35F324的FPGA 开发板，我都做了快半年了，一直没有做一个基于视频图像的像样点的DCm0,甚是惭愧。
为了给当下煎熬的大家送点福利，我打算分2步走，如下：DVP 相机+DDR3+1VDS-1CD 实时显示系统 MIPI 相机+DDR3+1VDS-1CD 实时显示系统前者更关注DDR3硬核、1VDSTX,以及进行并口相机的配置与图像采集，完成实时图像采集、缓存、显示系统；后者则借用1）的基础，更关注MIP1相机的开发，进一步把易灵思FPGA 进行图像采集的优势，发挥一下。
当然这过程肯定还是有不少的坑，有些坑只有自己趟过，才有发言权。
底板串口DC3-40用户接口，兼容兼容@01⑥MT拨动开关BMW 0V5生0等模MIP1摄像头Jr兼容树莓派rOV5640 Efint FPQABOa1Q CraZyfpg>iomEfin1tyT3SF324-Cor∙V1.1一«... M2X>S12202305152.FPGA设计详解言归正传，我们开始干正事：基于T35的摄像头采集、存储、显示系统的介绍。
基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现
毕业设计（论文）任务书基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现摘要本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD驱动电路的设计和实现，兼顾好程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。
控制器部分采用Verilog语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。
最后实现使用FPGA在LCD上显示任意的英文字符和阿拉伯数字，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD上显示的内容。
同时要能将储存模块中的数据正常地显示在LCD上。
该课题的研究将有助于采用FPGA的系列产品的开发，特别是需要用到LCD的产品的开发。
同时可以大大缩短FPGA的开发时间。
另外，由于模块的易用性，也将使得更多的采用FPGA的产品之上出现LCD，增加人机之间的交互性，为行业和我们的生活带来新的变化。
本文中对FPGA，LCD，ModelSim，Xilinx ISE8.2i硬件设计工具等进行了简单的介绍，对其功能进行了简单的描述，并了解了LCD液晶显示器的发展历史，日常应用以及相对比于其他种类显示器的优缺点，并对基于FPGA的LCD液晶显示器驱动电路未来的发展趋势进行了展望。
关键词：FPGA，LCD，状态机，VerilogDesign and Implementation of LCD Drive DisplayCircuit based on FPGAAbstractIn this project, the main object is to design a LCD controller based on FPGA, and at the same time emphasize on the convenience for the later application and migration.The program of the controller is written by Verilog language, and the main body of the program used state machine as the primary control method. displayed picture which was put earlier.In this project, I finally realized the following function. The first one is to display any English and figureon character any position of the display screen. The second one is the display information will instantaneously update as the input data changes.The research of this project will contribute to the developing process of those products which use FPGAs, especially those products also use LCD. And at the same time, it can reduce dramatically on the developing time. In addition, for the convenience of this controller, more and more FPGA based products will come out with LCD screen. This change will enhance the interaction between human and the machine, and bring innovation to the industry and our lives.In this project, FPGA, LCD, ModelSim, Xilinx ISE8.2 I hardware design tools simply introduces its functions were a simple description, and understanding the LCD monitor the development history, and relative everyday applications than in other types of monitor based on FPGA advantages and disadvantages, and the LCD monitor driver circuit future development trends are discussed.Key words:, FPGA, LCD, State Machine, Verilog目录任务书 (I)摘要 ....................................................错误！未定义书签。
基于FPGA的实时图像处理系统设计与实现
基于FPGA的实时图像处理系统设计与实现近年来，随着人工智能和物联网技术的不断发展，图像处理技术也得到了广泛应用。
基于FPGA的实时图像处理系统因其高性能、低功耗、性价比高等优点，成为了当前热门的研究领域。
本文将介绍基于FPGA的实时图像处理系统的设计与实现。
一、系统架构设计基于FPGA的实时图像处理系统的设计流程首先是系统架构的设计。
系统架构主要分为三部分：图像输入模块、图像处理模块和图像输出模块。
1. 图像输入模块图像输入模块负责从外部获取原始图像数据。
首先，需要选择合适的图像输入接口，如HDMI接口、USB接口等。
其次，需要添加适当的数据缓存来平衡图像输入数据的速度和FPGA内部处理速度的差异，从而避免数据传输错误。
最后，为了保证输入图像的稳定性和可靠性，应在图像输入模块中添加合适的图像预处理模块，如去噪、滤波等，以处理输入图像的杂波和失真。
2. 图像处理模块图像处理模块是整个系统的核心，它包括一系列图像算法的实现。
例如，基本的图像加、减和乘等运算，边缘检测、图像滤波、直方图均衡化等字处理算法，以及深度学习算法和神经网络模型等。
在设计图像处理模块时，需要考虑算法的复杂度和运行速度。
因为FPGA可以快速处理并行操作，在设计图像处理模块时，应当注重算法的并行性能，尽可能地实现算法的并行化，从而提高系统的图像处理速度。
3. 图像输出模块图像输出模块是将处理后的图像数据返回外部的模块。
它负责将处理后的图像数据转换为外部硬件设备可显示的格式，例如VGA或HDMI格式。
此外，图像输出模块还要考虑输出数据的稳定性和可靠性，能够将输出数据的误差率控制在最小值。
二、系统实现系统实现过程主要包括：开发板选择、软件工具选择、硬件电路设计、系统集成等步骤。
1. 开发板选择在选择开发板时，考虑一个物料清单（BOM）的成本和应用场景。
在一般情况下，开发板应具有较高的计算性能和通用扩展性，以满足不同应用场景的需求。
常用的FPGA开发板有：Xilinx的ZedBoard、顶点公司的Arty Board、Terasic公司的Atlas-SOC和DE10-Nano等。
基于FPGA的视频图像处理系统
大连海事大学硕士学位论文基于FPGA的视频图像处理系统姓名:杨宁申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:董辉;白桂欣 20080301中文摘要摘要随着电子技术和计算机技术的飞速发展,视频图像处理技术近年来得到极大的重视和长足的发展,其应用范围主要包括数字广播、消费类电子、视频监控、医学成像及文档影像处理等领域。
当前视频图像处理主要问题是当处理的数据量很大时,处理速度慢,执行效率低。
而且视频算法的软件和硬件仿真和验证的灵活性低。
本论文首先根据视频信号的处理过程和典型视频图像处理系统的构成提出了基于FPGA的视频图像处理系统总体框图;其次选择视频转换芯片S丸钾113,完成视频图像采集模块的设计,主要分三步完成:1配置视频转换芯片的工作模式, 完成视频转化芯片SAA7113的初始化:2・通过分析输出数据流的格式标准,来识别奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号三种控制信号,并根据控制信号,用Verilog.硬件描述语言编程实现图像数据的采集;3分析SRAM 的读写控制时序,采用两块SRAM完成图像数据的存储。
然后编写软件测试文件, 在ISE Simulator仿真环境进行程序测试与运行,并分析仿真结果,验证了数据采集和存储的正确性;最后,对常用视频图像算法的MATI.AB仿真,选择适当的算子,采用工具MATIJLB、System Generator for DSP和ISE,利用模块构建方式, 搭建视频算法平台,实现图像平滑滤波、锐化滤波算法,在Simulink中仿真并自动生成硬件描述语言和网表,对资源的消耗做简要分析。
本论文的创新点是采用新的开发环境System Generator for DSP实现视频图像算法。
这种开发视频图像算法的方式灵活性强、设计周期短、验证方便、是视频图像处理发展的必然趋势。
关键词:视频信号;视频采集;Ver i log;图像算法英文摘要Processing System of Video Image based on FPGAAbstractWith therapid development of electronics and computer technology,video image processing is increasingly being paid more attention and being used in a variety of fields,DMB(Digital Multimedia Broadcasting,consumer electronics,surveillance,medicinalimaging and documentimage processing and SO on.The main challenges for imageprocessing due to both the speed and the low-efficiency when the enormous amount of video data require per frame.The second challenge is dealing with simulation time and test environment.Simulink,they Can automaticallygenerated HDL filesand Netlist.And it can be used inthe ISE.The innovation point of the paper is to develop video image algorithm in System Generator for DSP,It’S the ideal platform and the trend of video image processing,for flexible and convenience.Key Words:Video SignaI:Video sampIe;Ver i Iog;Image aIgor ithm大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果, 撰写成硕士学位论文==基王壁鱼△的视麴图堡处理丕缠 :。
基于FPGA的视频图像处理技术
2015年暑期实践报告——基于FPGA的视频图像处理技术1 课题背景人类接收的信息中约有70%来自视觉，周围景物在人眼视网膜上的映射是人类最有效、最重要的信息交流方式。
视频具有确切、直观、具体生动、真实和高效的特点。
随着计算机软硬件技术和电子技术的飞速发展，视频图像技术也得到了迅速的发展。
视频图像在商业、工业、军用以及民用领域内得到了广泛的应用，例如，监控系统、电视会议、多媒体通信、数字娱乐、可视电话等。
在视频应用系统的各个环节中，如采集、传送、转换和显示等，不可避免的造成图像质量的下降。
例如，在摄影时由于外界环境的影响如光照过强或不足，将会使图像过亮或过暗；光学系统由于电子设备等各种原因产生的失真、大气的流动等将会使图像变得模糊；信道的传输以及系统的硬件将会引入不同种类的噪声等。
这些问题不仅影响我们的视觉效果，而且对后续的处理带来了麻烦，如视频图像的存储、传输、跟踪与识别等。
因此图像处理技术相应产生了，对图像进行相应的处理和加工来满足人们的视觉要求和后续的应用需求。
由于视频图像处理技术要求对图像进行实时的数据采集、压缩处理、可靠传输和显示，整个过程对实时性的要求提到了一个很高的水平。
再者，视频图像往往数据量很大，对其进行处理会占用很多系统资源，如果处理器处理能力差会对图像的实时性传输造成很大影响，并且也会影响图像的质量。
为此，整个系统对处理器运算能力和数据的实时性优先考虑。
当前，DSP(数字信号处理器)或者FPGA(现场可编程门阵列)常作为视频图像处理的核心处理单元。
但是由于DSP 本身的一些特性，使其不宜在此视频图像处理上得到广泛应用。
这包括DSP的指令执行采用速度相对较慢的串行通信形式，并且相对固定化的运算操作模块很难完全满足如此全面的需求。
因此在设计时选取了运行速度更快、设计更加灵活的FPGA控制芯片。
除此之外FPGA还具有开发周期相对较短，系统维护和扩展容易，对信号实时处理能力强，这些特征都可显著提高视频图像数据处理的速度，满足对系统实时性的要求。
基于FPGA的图像处理系统
通过该系统的设计表明，FPGA 芯片不仅可以起到胶合逻辑的功 能，对外围模块进行控制和连接，而且可以取代 DSP(数字信号处理 器)处理器完成图像处理算法的实现。采用 FPGA 实现图像处理是一 种稳定、有效、经济的方案。
关键词：现场可编程门阵列，图像处理，I2C 总线，异步 FIFO，滤波 器
I
基于 FPGA 的图像处理系统
II
中南民族大学硕士学位论文
The design shows that, FPGA chips can not only be used as glue logic functions, control and connect peripheral modules, but also can replace the DSP processor to achieve image processing algorithm. Use FPGA to implement image processing is a stable, effective and economical solution. Key Words: FPGA , Image processing ,I2C Bus, async FIFO,Filter
由于数字图像处理的应用范围越来越广，设计一种基于 FPGA 的高速图像处 理系统是有意义的。
1.2 图像处理技术的发展
数字图像处理的发展主要体现在处理算法和实现算法的平台的发展上。目 前，图像处理的算法种类繁多，主要有传统的图像处理技术、图像分析和理解的
基于FPGA的高性能图像处理
实践证明，FPGA特别有助于我们缩短IP内核的开发周期，尤其是在视频应用方面。
在IP开发中广泛使用FPGA，不仅可以缩短开发周期，改进IP质量，而且还能让我们迅速实现成果转化。
在本文中，我将从适用于显示应用的增强图像技术角度探讨这些优势。
适用于平板显示器的图像处理显示器的图像质量由显示器的动态范围和色域决定。
本质上，动态范围是在特定的环境光照条件下可呈现的最亮图像内容和最暗图像内容之间的亮度差别。
色域表示可精确再现的颜色空间范围。
与传统的阴极射线图1-空变动态范围压缩法的效果管（CRT）比较，平板显示器在这两个关键特性方面均存在某些局限性。
尤其是在难以产生真黑色的黑暗区域，它们存在更小的动态范围和其他特殊问题。
依据显示器的动态范围调整输入视频图像的标准技术是伽玛校正，或者是当图像处理管道融合了微调非线性增益曲线功能时进行的某种修正。
但明显的动态范围调整会造成图像质量降低，损失对比度，导致颜色失真。
更好的方法是使用自适应空变法，也就是在帧的独特区域内采用不同的动态范围和颜色校正。
完全在显示器能力范围内的区域不改变，但在显示器能力范围外的区域收缩。
利用帧图2所示，在显示图像处理管道中实上，可以在任何阶段对源YUV数算法远比传统方法要求苛刻。
它是算法复杂性之外，开发者还面临其GA作为图像处理平台些途径仍然有效，在某些情况下，力源于它集替代方案的优点于一。
像处理算法和目标显示应用快速演变，对于Apical而言，FPGA Apical公司的iridix技术，基于输入的统计分析，将不同的非线性校正应用于每个像素。
图1说明了该算法对于动态范围较宽的图像的效果。
该算法有效地将不同的经过优化的灰度曲线应用于视频信号每一帧中的各个像素。
如采用该算法，可显著改进最终的图像质量。
即使在非常明亮的环境光照条件下，具备这种处理能力的显示器也可以有效地再现图像，同时保持在理想观看条件下的完美颜色和对比度。
事据或已处理的RGB进行这一处理。
基于FPGA的多功能LCD显示控制器设计
基于FPGA 的多功能LCD 显示控制器设计王庆春1，何晓燕2，崔智军1（1.安康学院电子与信息工程系，陕西安康725000；2．安康学院数学系，陕西安康725000）摘要：通过对LCD1602/LCD12864显示模块控制时序和指令集的对比分析，利用Verilog HDL 描述语言完成了多功能LCD 显示控制模块的IP 核设计．所设计的LCD 显示控制器具有很好的可移植性，只需通过端口的使能参数配置便可以驱动LCD1602/LCD12864模块实现字符或图形的实时显示，并且该多功能LCD 控制器的可行性也在CycloneII 系列的EP2C5T144C8FPGA 芯片上得到了很好的验证．关键词：FPGA ；LCD 显示控制器；IP 核；有限状态机中图分类号：TP332文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）23-0150-03A multifunctional LCD controller design based on FPGAWANG Qing -chun 1，HE Xiao -yan 2，CUI Zhi -jun 1（1.Dept.of Electronics and Information Engineering ，Ankang University ，Ankang 725000，China ；2.Dept.of Mathematics ，Ankang University ，Ankang 725000，China ）Abstract:Based on comparison and analysis of LCD1602/LCD12864display module control time sequence and the instruction set ，this paper presents a new design to achieve multifunctional LCD controller IP core with Verilog HDL.The design has the advantages of real-time display and easy portability ；it can drive the LCD1602/LCD12864module to realize the character or graphic display by the configuring parameter of the input port.Moreover ，the design had been successfully implemented on FPGA development board （Altera EP2C5T144C8）.Key words:Field Programmable Gate Array （FPGA ）；Liquid Crystal Display （LCD ）controller ；Intellectual Property （IP ）core ；Finite State Machine （FSM ）收稿日期：2012-08-15稿件编号：201208064基金项目：陕西省教育厅科研资助项目（12JK0552）作者简介：王庆春（1972—），男，陕西洋县人，硕士，副教授。