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基于FPGA的实时Sobel边缘检测系统设计的任务书
一、任务背景
随着计算机视觉技术的快速发展，图像处理技术已成为一种重要的研究领域。图像边缘检测是图像处理技术中的一种常用技术，它能够有效地提取图像中物体的轮廓、边缘等重要特征信息，为后续处理提供了重要的基础。Sobel算子是图像处理领域中一种常用的边缘检测算法，其原理简单，运算速度快，被广泛应用于实际工程中。本次任务旨在设计一种基于FPGA的实时Sobel边缘检测系统，能够高效地实现对图像的边缘检测和提取。
二、任务内容
1.学习Sobel算法原理、图像处理技术和FPGA硬件设计原理。
2.设计基于FPGA的实时Sobel边缘检测系统，包括图像采集模块、Sobel算法核心模块和图像输出模块。
3.使用Verilog语言编写Sobel算法核心模块的程序，并在Vivado开发环境下进行硬件设计和优化。
4.使用ZedBoard或DE10-Nano等FPGA硬件开发板，将Sobel算法核心模块与外设模块进行适配，完成系统的硬件调试和测试。
5.根据FPGA的并行处理能力和高速数据处理能力，优化算法运行效率，使得系统在较短的时间内能够实现图像边缘检测。
6.完成实验报告，并进行系统性能测试和分析，对系统的设计和实现进行总结和评价。
三、任务要求
1.学习并掌握Sobel算法原理，了解图像处理技术和FPGA硬件设计原理，具备相关知识和技术基础。
2.具备一定的硬件设计和编程能力，熟悉Verilog语言和Vivado开发环境，能够进行Verilog程序的编写和硬件设计工作。
3.具有一定的实验能力，能够熟练操作FPGA硬件开发板，进行算法实现、系统调试和测试工作。
4.能够独立完成实验任务，积极思考和处理问题，有良好的团队合作精神和沟通能力。
5.完成实验报告，能够准确描述系统设计和实现过程，详细记录实验数据和测试结果，进行系统性能分析和评价。
四、进度安排
1.第1-2周：学习Sobel算法原理和图像处理技术，熟悉Vivado开发环境，制定系统设计方案。
2.第3-4周：编写Sobel算法核心模块的Verilog程序，并进行硬件设计和优化。
3.第5-6周：进行系统硬件调试和测试，完成系统的基本功能。
4.第7-8周：优化算法运行效率，提高系统的运行速度和实时性。
5.第9-10周：完成实验报告，对系统的设计和实现进行总结和评价。
五、参考文献
1.黄创祥,陈强.FPGA数字信号处理[M].科学出版社,2017.
2.许琛,罗定国.数字图像处理[M].科学出版社,2017.
3.温宗钧.图像处理实用技术[M].浙江大学出版社,2017.
4.李卫华,苏剑波.Verilog语言程序设计导论[M].机械工业出版社,2016.
5.徐新良,陈国芳.Vivado高级设计方法与实战[M].机械工业出版社,2018.