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基于FPGA的图像预处理系统研究的任务书
任务书
一、任务背景及意义
图像预处理是图像处理的重要组成部分，它也是图像处理中最为基础和核心的环节。图像预处理是指对输入的原始图像进行一系列的处理，以使后续的图像处理操作更加简单、易于实现和有效。本系统旨在基于FPGA实现一个高效的图像预处理系统，通过硬件加速的方式提高图像预处理的速度和效率，提高图像处理的分类和识别性能。
二、任务内容
1.调研与学习FPGA的相关知识，理解FPGA在图像预处理中的应用，掌握常见的FPGA开发平台和硬件描述语言。
2.设计和实现一个基于FPGA的图像预处理系统，包括对图像进行采集、去噪、增强、边缘检测和特征提取等预处理过程。
3.根据系统的设计需求，完成硬件电路的设计和软件程序的编写，确保系统在各种操作模式下都能正常工作和进一步优化。
4.测试和评估系统的性能，比较不同算法和参数对图像预处理效果的影响，优化系统设计和算法参数。
三、关键技术
1.FPGA的开发环境搭建和硬件描述语言的应用；
2.去噪和增强算法的理论知识，如均值滤波、中值滤波、高斯滤波、直方图均衡化等；
3.边缘检测算法的理论知识，如Sobel算子、Prewitt算法、Canny算法等；
4.特征提取算法的理论知识，如SIFT算法、HOG算法、SURF算法等；
5.开发板及器件的选择与控制等。
四、预期成果
1.设计并实现一个基于FPGA的图像预处理系统，在各种操作模式下正常工作，能够处理大量的图像数据；
2.比较系统中不同算法和参数对图像预处理效果的影响，进一步优化系统设计和算法参数，提高图像处理的速度和效率；
3.编写实验报告，总结系统设计和开发过程中的经验教训，分析系统的性能和局限性。
五、任务要求
1.本项目需要一定的数字电路设计、FPGA开发和嵌入式软件开发的基础，需要实习生拥有一定的相关专业知识或实践经验；
2.实习生应严格按照任务书的要求，认真完成各项任务，确保预期成果的达成；
3.实习生需要与导师保持密切的沟通和合作，及时反馈任务完成进度和遇到的问题，共同解决问题，确保项目顺利进行。
六、参考文献
1.范丽芬，原佳，陈国栋.基于FPGA实现的图像预处理系统设计与实现[J].电光与控制,2018(4):23-27.
2.刘晓燕,熊小月.基于FPGA图像预处理系统设计与实现[J].电子技术与软件工程,2018(16):29-31.
3.崔春晖.基于FPGA的静态图像预处理技术研究[D].中南大学,2015.
4.李鹏.基于FPGA的图像预处理系统的设计[D].山西大学,2020.
5.黎阳,龚泽芳.基于FPGA的图像识别系统及其优化[J].微型机与应用,2020,39(4):58-60.