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FPGA实战：图像采集与显示

📚 共计 30 章节

FPGA发展史 · 应用场景 · Vivado/Quartus搭建

硬件描述语言基础

Verilog HDL结构 · 模块化 · 并行与顺序

组合逻辑设计

assign · always · 加法器 · 多路选择器

时序逻辑设计

触发器 · 寄存器 · 计数器 · 分频器

状态机设计

Moore/Mealy · 三段式 · 状态编码 · 实战

图像传感器接口

OV5640/7725 · SCCB/I2C · 像素时钟

摄像头驱动

DDR3/DDR4控制器

MIG IP核 · 读写时序 · 地址映射 · 带宽

FIFO与跨时钟域

同步/异步FIFO · 格雷码 · 亚稳态

图像格式转换

RGB565/888 · YUV422 · 灰度 · 二值化

图像缓存设计

Ping-Pong · 帧缓存 · 行缓存 · 窗口

VGA显示时序

VGA协议 · 行场同步 · 分辨率 · 刷新率

HDMI显示接口

TMDS编码 · DVI/HDMI · 差分 · EDID

RGB/MCU接口 · 初始化 · 背光控制

图像缩放算法

最近邻 · 双线性插值 · FPGA优化

图像滤波处理

均值/高斯/中值滤波 · Sobel边缘

色彩空间转换

RGB↔HSV · RGB↔YCbCr · 色彩增强

图像叠加与OSD

字符叠加 · Logo · Alpha混合 · 图层

摄像头实时采集

Sensor初始化 · 帧同步 · DMA传输

图像存储方案

SD卡 · FATFS · BMP/JPEG格式

存储文件系统

视频帧率控制

帧率计算 · 帧缓冲 · 丢帧 · 动态调频

图像旋转与镜像

90°/180°旋转 · 镜像翻转 · 坐标变换

直方图均衡化

灰度直方图 · CDF · 映射表生成

增强直方图

图像二值化与形态学

OTSU阈值 · 膨胀腐蚀 · 开闭运算

二值形态学

视频叠加与画中画

多路同步 · 缩放叠加 · 位置控制

画中画多路

图像压缩与解压

JPEG · DCT · 量化 · 哈夫曼编码

MIPI接口解析

D-PHY · Lane管理 · CSI-2 · 数据包

多摄像头同步

硬件触发 · 帧同步 · 时间戳 · 拼接

图像质量评估

PSNR · SSIM · 坏点检测 · 自动白平衡

FPGA与ARM协同

AXI总线 · 中断 · 共享内存 · 软硬件划分

综合实战项目

双目采集 · 实时拼接 · HDMI输出系统

实战毕业设计