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基于FPGA的图像采集处理系统设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景
FPGA是一种可编程逻辑器件，具有高速、低功耗、可重构性等优点，在图像采集和处理应用中被广泛应用。本项目的设计目标是基于FPGA的图像采集处理系统，实现对图像的采集、预处理、特征提取等功能，并将处理后的图像输出到显示屏上展示。
二、任务内容
1.系统框架设计：根据任务目标，设计基于FPGA的图像采集处理系统的硬件框架，包括采集模块、处理模块和输出模块。
2.采集模块设计：采集模块采用图像传感器采集图像信息，并将数据传输给FPGA进行处理。设计中需要选取合适的图像传感器和驱动程序，实现对模拟信号的采样和数字化处理，并建立与FPGA的数据传输。
3.预处理模块设计：预处理模块主要对原始图像进行滤波和增强。本项目中的预处理算法包括去噪、边缘检测和图像增强等操作。需要选用合适的滤波器，如高通滤波器、中值滤波器、锐化滤波器等，并在FPGA上实现算法。
4.特征提取模块设计：特征提取模块对处理后的图像进行特征提取，本项目中选用的特征提取算法是Harris角点检测算法。需要设计合适的算法实现方案，并在FPGA上实现。
5.输出模块设计：输出模块将处理后的图像信息输出到显示屏上。需要设计合适的接口和驱动程序，并实现数据传输、格式转换等操作。
三、任务要求
1.熟练掌握FPGA硬件设计和Verilog语言编程；
2.掌握常见的图像信号处理算法，如图像去噪、边缘检测、图像增强、特征提取等；
3.能够独立完成硬件设计和软件编程，并能够进行系统调试和测试。
四、实现工具
1.FPGA开发板：XilinxSpartan-7FPGA开发板；
2.开发工具：Vivado2018.2、Verilog；
3.其他工具：Matlab、Python等辅助开发软件。
五、任务时间
本项目设计周期为两个月。
六、成果要求
1.系统框架设计和实现代码；
2.采集模块实现代码和驱动程序；
3.预处理模块实现代码和算法；
4.特征提取模块实现代码和算法；
5.输出模块实现代码和驱动程序；
6.测试报告和使用说明书。
七、参考文献
1.《数字信号处理与FPGA设计》(俞凯)；
2.《数字图像处理》(冈萨雷斯)；
3.《FPGA原理与应用》(朱峰)；
4.《FPGA实用教程》(韦嘉和)。