Image-Process-IP

Image-Process-IP系列简介

图像处理系列IP内核提供了四种IP核：RGB转灰度，RGB转HSV，HSV转RGB，以及边缘检测。

RGB转灰度模块

RGB转灰度模块使用转换公式Gray = x·R + y·G + z·B进行转换。

传统的转换方法精度较低。在此，使用二进制移位方法代替十进制数以减少精度损失。模块提供总共20种灰度分辨率，共1-20位。

module RGB_To_Gray(
    input [7:0]RGB_Data_R,         
    input [7:0]RGB_Data_G,  
    input [7:0]RGB_Data_B,  
    input [4:0]Accuracy_Num,  
    output [7:0]Gray_Data   
    );

信号简介

信号类型	信号名称	描述
input	RGB_Data_R	需要被转换的R通道数据
input	RGB_Data_G	需要被转换的G通道数据
input	RGB_Data_B	需要被转换的B通道数据
input	Accuracy_Num	数据精度：1-20种精度，其他部分按照20位精度计算
output	Gray_Data	转换后的灰度数据输出

RGB转HSV模块

RGB到HSV模块使用RGB到HSV的转换公式进行转换。

由于一般的转换方法会将HSV数据的三个通道归一化为0-1，因此FPGA上的计算将导致精度损失。

这里，我们没有进行归一化，而是保持了原始值。

module RGB_To_HSV(
    input clk_Image_Process,
    input Rst,
    input [7:0]RGB_Data_R,
    input [7:0]RGB_Data_G,
    input [7:0]RGB_Data_B,
    output reg[8:0]HSV_H,
    output reg[7:0]HSV_S,
    output reg[7:0]HSV_V,
    output [2:0]Delay_Num
    );

信号简介

信号类型	信号名称	描述
input	clk_Image_Process	时钟信号
input	Rst	复位信号，低电平有效
input	RGB_Data_R	需要被转换的R通道数据
input	RGB_Data_G	需要被转换的G通道数据
input	RGB_Data_B	需要被转换的B通道数据
output	HSV_H	转换后的H通道数据输出
output	HSV_S	转换后的S通道数据输出
output	HSV_V	转换后的V通道数据输出
output	Delay_Num	由于转换过程中用到除法，那么需要给输出进行延时，这里输出的是延时数目

HSV转RGB模块

HSV转RGB模块使用HSV到RGB的转换公式进行转换。

转换公式，如下图所示：

module HSV_To_RGB(
    input clk_Image_Process,
    input Rst,
    input [8:0]HSV_Data_H,
    input [7:0]HSV_Data_S,
    input [7:0]HSV_Data_V,
    output [7:0]RGB_Data_R,
    output [7:0]RGB_Data_G,
    output [7:0]RGB_Data_B,
    output [2:0]Delay_Num
    );

信号简介

信号类型	信号名称	描述
input	clk_Image_Process	时钟信号
input	Rst	复位信号，低电平有效
input	HSV_Data_H	需要被转换的H通道数据
input	HSV_Data_S	需要被转换的S通道数据
input	HSV_Data_V	需要被转换的V通道数据
output	RGB_Data_R	转换后的R通道数据输出
output	RGB_Data_G	转换后的G通道数据输出
output	RGB_Data_B	转换后的B通道数据输出
output	Delay_Num	由于转换过程中用到除法，那么需要给输出进行延时，这里输出的是延时数目

边缘检测模块

边缘检测模块使用Sobel算子对灰度图像进行边缘检测。

Sobel算子的计算公式如下：

其中f（a，b）代表图像（a，b）点的灰度值。 然后从Gx和Gy中找到▽f。 如果▽f大于某个阈值，则将点（x，y）视为边缘点。

module Edge_Check(
    input clk_Image_Process,
    input Rst,
    input RGB_DE,
    input [7:0]Gray_Data,
    input [7:0]Gray_Gate,
    output [2:0]Delay_Num,
    output [23:0]RGB_Data
    );

信号简介

信号类型	信号名称	描述
input	clk_Image_Process	时钟信号
input	Rst	复位信号，低电平有效
input	RGB_DE	图像数据有效信号，高电平有效
input	Gray_Data	灰度数据
input	Gray_Gate	灰度阈值
output	Delay_Num	由于转换过程中用到除法，那么需要给输出进行延时，这里输出的是延时数目
output	RGB_Data	边缘检测后输出的二值化RGB数据

使用说明

图像处理系列IP核的相关使用案例，可以在Examples中找到，例如Image_Demo。