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基于压缩感知的图像压缩重构FPGA实现的任务书
一、选题背景：
随着图像和视频产生的数据量越来越庞大，传统的数据压缩技术已经难以满足现代科技的需求。因此，近年来，基于压缩感知的图像压缩技术引起了广泛关注。压缩感知技术是指在保证图像信息不丢失的前提下，对数据进行压缩和重构的技术，其不仅能够大大减少数据的传输和存储，同时还能提高数据的传输和存储效率。
随着FPGA技术的不断发展，其在图像处理和数字信号处理方面的应用已经渗透到各个领域。因此，本项目将基于压缩感知技术，结合FPGA的高性能和低功耗特性，设计实现一种高效的图像压缩重构FPGA系统。
二、任务描述：
（1）研究压缩感知技术，掌握该技术的原理、算法和优缺点，并结合图像压缩重构的应用场景，分析该技术的适用性和局限性。
（2）设计压缩感知FPGA系统，该系统由采集模块、压缩模块、传输模块和重构模块等部分组成。其中，采集模块实现图像的采集和预处理；压缩模块实现图像的稀疏表示和压缩；传输模块实现压缩数据的传输；重构模块实现压缩数据的解压缩和图像重构。
（3）实现压缩模块的算法设计，采用CS（压缩感知）算法实现图像的稀疏表示和压缩。该算法将原始图像分解成稀疏表示和稠密表示两部分，将稀疏表示系数通过测量矩阵进行线性压缩，并将测量结果传输到接收端。接收端通过逆测量矩阵重构图像。
（4）设计实现收发端模块，实现压缩数据的传输和重构。收端模块接收压缩数据，并通过逆测量矩阵进行重构，得到重构后的图像。发端模块将压缩数据通过传输模块传输至接收端，并实时监测传输效果。
（5）针对实现过程中的问题进行调试和优化，提高系统的性能和稳定性。同时，可以加入图像增强和特效处理等附加功能，提高图像质量和鲜明度。
三、预期成果：
本项目旨在设计实现一种基于压缩感知的图像压缩重构FPGA系统，主要成果包括：
（1）掌握压缩感知技术的原理和算法，并分析其在图像压缩重构中的应用场景和局限性。
（2）设计实现一个高效、稳定的FPGA系统，包括采集模块、压缩模块、传输模块和重构模块等部分。
（3）完成压缩模块的算法设计和实现，采用CS算法实现图像的稀疏表示和压缩。
（4）完成压缩数据的传输和重构模块的实现，并实现压缩数据的传输和重构。
（5）优化系统性能和稳定性，加入图像增强和特效处理等附加功能。
四、实施方案：
（1）理论学习：通过学习压缩感知的理论知识，熟悉图像压缩重构的基本算法和流程，分析该技术的应用场景和局限性。
（2）平台搭建：确定使用的FPGA平台，配置开发环境，编写相关开发工具和驱动软件。
（3）系统设计：设计压缩感知FPGA系统，包括采集模块、压缩模块、传输模块和重构模块等部分。
（4）算法设计：对于压缩模块中的算法实现，采用CS算法实现图像的稀疏表示和压缩；
（5）系统优化：对系统进行调试和优化，提高系统性能和稳定性。同时，可以加入图像增强和特效处理等附加功能，提高图像质量和鲜明度。
（6）成果验收和总结：对最终实现的压缩感知FPGA系统进行验收和总结，并撰写项目报告。