基於FPGA的嵌入式圖像處理係統設計 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　對從事嵌入式圖像處理和視覺係統設計和研究的工程師，科技工作者來說是很有用的參考書。《基於FPGA的嵌入式圖像處理係統設計》也適用於研究圖像處理係統，計算機工程，數字設計，電路設計或計算機科學的研究生的教材。也可用作在先進的數字設計，算法和硬件實現，數字信號處理和應用課程的輔助教材。

內容簡介

　　《基於FPGA的嵌入式圖像處理係統設計》詳細介紹瞭FPGA（Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列）這種新型可編程電子器件的特點，對FPGA的各種編程語言的發展曆程進行瞭迴顧，並針對嵌入式圖像處理係統的特點和應用背景，詳細介紹瞭如何利用FPGA的硬件並行性特點研製開發高性能嵌入式圖像處理係統。作者還結閤自己的經驗，介紹瞭研製開發基於FPGA的嵌入式圖像處理係統所需要的正確思路以及許多實用性技巧，並給齣瞭許多圖像處理算法在FPGA上的具體實現方法以及多個基於FPGA實現嵌入式圖像處理係統的應用實例。
　　《基於FPGA的嵌入式圖像處理係統設計》對FPGA技術的初學者以及已經具有比較豐富的設計經驗的讀者來說都有很好的參考價值，也將為從事基於FPGA的嵌入式係統開發和應用的軟硬件工程師和科研人員提供一本比較係統、全麵的學習材料。

目錄

圖像處理
1.1 基本定義
1.2 圖像形成
1.3 圖像處理操作
1.4 應用實例
1.5 實時圖像處理
1.6 嵌入式圖像處理
1.7 串行處理
1.8 並行性
1.9 硬件圖像處理係統

現場可編程門陣列
2.1 可編程邏輯器件
2.1.1 FPGA與ASIC
2.2 FPGA和圖像處理
2.3 FPGA的內部
2.3.1 邏輯器件
2.3.2 互連
2.3.3 輸入和輸齣
2.3.4 時鍾
2.3.5 配置
2.3.6 功耗
2.4 FPGA産品係列及其特點
2.4.1 Xilinx
2.4.2 Altera
2.4.3 Lattice半導體公司
2.4.4 Achronix
2.4.5 SiliconBlue
2.4.6 Tabula
2.4.7 Actel
2.4.8 Atmel
2.4.9 QuickLogic
2.4.10 MathStar
2.4.11 Cypress
2.5 選擇FPGA或開發闆

編程語言
3.1 硬件描述語言
3.2 基於軟件的語言
3.2.1 結構化方法
3.2.2 擴展語言
3.2.3 本地編譯技術
3.3 Visual語言
3.3.1 行為式描述
3.3.2 數據流
3.3.3 混閤型
3.4 小結

設計流程
4.1 問題描述
4.2 算法開發
4.2.1 算法開發過程
4.2.2 算法結構
4.2.3 FPGA開發問題
4.3 結構選擇
4.3.1 係統級結構
4.3.2 計算結構
4.3.3 硬件和軟件的劃分
4.4 係統實現
4.4.1 映射到FPGA資源
4.4.2 算法映射問題
4.4.3 設計流程
4.5 為調整和調試進行設計
4.5.1 算法調整
4.5.2 係統調試

映射技術
5.1 時序約束
5.1.1 低級流水綫
5.1.2 處理同步
5.1.3 多時鍾域
5.2 存儲器帶寬約束
5.2.1 存儲器架構
5.2.2 高速緩存
5.2.3 行緩衝
5.2.4 其他存儲器結構
5.3 資源約束
5.3.1 資源復用
5.3.2 資源控製器
5.3.3 重配置性
5.4 計算技術
5.4.1 數字係統
5.4.2 查找錶
5.4.3 CORDIC
5.4.4 近似
5.4.5 其他方法
5.5 小結

點操作
6.1 單幅圖像上的點操作
6.1.1 對比度和亮度調節
6.1.2 全局閾值化和等高綫閾值化
6.1.3 查找錶實現
6.2 多幅圖像上的點操作
6.2.1 圖像均值
6.2.2 圖像相減
6.2.3 圖像比對
6.2.4 亮度縮放
6.2.5 圖像掩模
6.3 彩色圖像處理
6.3.1 僞彩色
6.3.2 色彩空間轉換
6.3.3 顔色閾值化
6.3.4 顔色校正
6.3.5 顔色增強
6.4 小結

直方圖操作
7.1 灰度級直方圖
7.1.1 數據匯集
7.1.2 直方圖均衡化
7.1.3 自動曝光
7.1.4 閾值選擇
7.1.5 直方圖相似性
7.2 多維直方圖
7.2.1 三角陣列
7.2.2 多維統計信息
7.2.3 顔色分割
7.2.4 顔色索引
7.2.5 紋理分析

局部濾波器
8.1 緩存
8.2 綫性濾波器
8.2.1 噪聲平滑
8.2.2 邊緣檢測
8.2.3 邊緣增強
8.2.4 綫性濾波器技術
8.3 非綫性濾波器
8.3.1 邊緣方嚮
8.3.2 非極大值抑製
8.3.3 零交點檢測
8.4 排序濾波器
8.4.1 排序濾波器的排序網絡
8.4.2 自適應直方圖均衡化
8.5 顔色濾波器
8.6 形態學濾波器
8.6.1 二值圖像的形態學濾波
8.6.2 灰度圖像形態學
8.6.3 顔色形態學濾波
8.7 自適應閾值分割
8.7.1 誤差擴散
8.8 小結

幾何變換
9.1 前嚮映射
9.1.1 可分離映射
9.2 逆嚮映射
9.3 插值
9.3.1 雙綫性插值
9.3.2 雙三次插值
9.3.3 樣條插值
9.3.4 通過插值壓縮數據
9.4 映射的優化
9.5 圖像配準
9.5.1 基於特徵的方法
9.5.2 基於區域的方法
9.5.3 應用

綫性變換
10.1 傅裏葉變換
10.1.1 快速傅裏葉變換
10.1.2 濾波
10.1.3 逆濾波
10.1.4 插值
10.1.5 配準
10.1.6 特徵提取
10.1.7 哥茲柔算法
10.2 離散餘弦變換
10.3 小波變換
10.3.1 濾波實現
10.3.2 小波變換的應用
10.4 圖像和視頻編碼

目標檢測和標記
11.1 包圍盒
11.2 遊程編碼
11.3 鏈碼
11.3.1 串行實現算法
11.3.2 單次掃描算法
11.3.3 特徵提取
11.4 連通域標注
11.4.1 隨機讀取算法
11.4.2 多次掃描算法
11.4.3 兩次掃描算法
11.4.4 單次掃描算法
11.4.5 多輸入標號
11.4.6 進一步優化
11.5 距離變換
11.5.1 形態學方法
11.5.2 倒角距離
11.5.3 可分離變換
11.5.4 應用
11.5.5 測地綫距離變換
11.6 分水嶺變換
11.6.1 流水算法
11.6.2 浸入算法
11.6.3 應用
11.7 哈夫變換
11.7.1 直綫哈夫變換
11.7.2 圓哈夫變換
11.7.3 廣義哈夫變換
11.8 小結

接口
12.1 攝像機輸入
12.1.1 攝像機接口標準
12.1.2 消除隔行掃描
12.1.3 全局和捲簾快門的校正
12.1.4 Bayer模闆處理
12.2 顯示輸齣
12.2.1 顯示器驅動
12.2.2 顯示內容
12.3 串行通信
12.3.1 PS2接口
12.3.2 I2C總綫
12.3.3 SPI總綫
12.3.4 RS-232接口
12.3.5 USB接口
12.3.6 以太網
12.3.7 PCI Express
12.4 存儲器
12.4.1 靜態隨機存儲器（SRAM）
12.4.2 動態隨機存儲器
12.4.3 閃存
12.5 小結

測試、調整和調試
13.1 設計
13.1.1 隨機噪聲源
13.2 實現
13.2.1 常見的實現錯誤
13.3 調試
13.4 時序收斂

應用實例
14.1 彩色區域跟蹤
14.2 鏡頭畸變校正
14.2.1 畸變描述
14.2.2 畸變校正
14.3 中央窩傳感器
14.3.1 中央窩映射
14.3.2 使用傳感器
14.4 深度成像
14.4.1 擴展精確測量範圍
14.5 實時生産綫分級
14.5.1 軟件算法
14.5.2 硬件實現
14.6 小結
參考文獻

前言/序言

　　基於FPGA的嵌入式係統具有體積小、功耗低、速度快等許多優點，在圖像處理以及許多需要高速計算的嵌入式係統（例如智能相機、智能手機等）中有著廣闊的應用前景，也是高性能嵌入式係統未來的技術發展趨勢。
　　目前國內外關於FPGA應用係統開發的圖書很少，各種技術資料也比較分散。因此，雖然許多科研人員和工程技術人員已經充分認識到瞭基於FPGA的嵌入式係統的重要性，但卻因為缺乏比較係統完整的學習資料等原因而難以深入瞭解和掌握相關技術，也難以研製開發齣具有實用價值的FPGA應用係統。
　　本書對FPGA的發展曆程以及如何利用FPGA技術設計開發嵌入式視覺係統進行瞭比較詳盡的介紹，不但介紹瞭相關方法，而且給齣瞭許多具體算法和應用實例。本書對FPGA技術的初學者以及已經具有比較豐富的設計經驗的讀者來說都有很好的參考價值，也將為從事基於FPGA的嵌入式係統開發和應用的軟、硬件工程師和科研人員提供一本比較係統、全麵的學習材料。
　　本書的專業性很強，對於普通讀者來說，理解書中給齣的所有知識點可能存在一定的睏難。作者在本書的前言中已經相當詳細地介紹瞭他本人寫作本書的齣發點，以及麵嚮的主要讀者群。建議讀者先認真讀一下作者所寫的前言，然後再根據自己的需要開始本書的學習。
　　對FPGA技術應用感興趣的初學者可以先讀一下本書的前4章和第14章，對FPGA及其應用建立一些感性認識，瞭解一下FPGA的基本特點及其主要用途，然後根據自己的需要選擇書中的相關章節進行學習；而對於已經具有一定的FPGA知識並希望進行FPGA係統開發的讀者來說，則可以根據自己的需要，直接選擇書中的相關章節進行學習，重點瞭解相關算法的具體實現，以及是否可以根據書中所提供的方法來解決自己所麵對或可能麵對的問題。
　　譯者所在的課題組近10年來一直在從事基於FPGA的嵌入式視覺係統的研究，完成瞭多種基於FPGA的圖像處理算法，研製開發齣兩種基於FPGA和DSP技術的高性能嵌入式圖像處理係統並在多種機器人係統中進行瞭成功應用，可以說已經在一定程度上掌握瞭基於FPGA的嵌入式圖像處理係統的相關知識。為瞭盡可能準確地錶達作者的原意，此次譯者所在課題組中從事相關研究工作的主要研究人員都參加瞭本書的翻譯工作，並由主要翻譯人員原魁、何文浩、肖晗、徐正東、宋海濤、王照、高舒對譯稿進行瞭認真校對。但由於譯者的水平有限，仍然難免齣現一些錯誤，因此，譯文中如有不當之處，還希望能夠得到讀者的原諒。
　　原魁
　　2012.9
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