基于FPGA的形态梯度运算HDL实现

介绍了利用HDL编码器实现灰度图像侵蚀操作的过程。该操作是图像形态学中的基本处理之一，通过对灰度图像进行处理来达到特定的形态学变换。具体实现使用了FPGA编程技术，针对Virtex-ML507开发板进行了优化。详细步骤包括VHDL代码的生成、ModelSim-10.1c的模拟验证以及Xilinx Virtex-ML507的合成过程。在实际应用中，成功实现了335.171 MHz的时钟频率。

我利用HDL编码器成功实现了基于FPGA的Sobel颜色边缘检测器。此设计已在配备VGA接口的Spartan3E板上进行了有效测试。我的动机是为了克服灰度图像Sobel边缘检测的限制。

本次工作使用HDL编码器成功实现了称为“图像闭合”的基本形态学操作。这项工作的主要目的是生成适用于FPGA的可编程位文件，以直接在相关FPGA板上进行编程。在技术进步的推动下，这一设计已经通过了仿真和综合阶段。

编写通用的二值形态学运算函数，包括腐蚀、膨胀、开、闭和击中击不中变换；函数适用于不同的变换形式和结构元素类型。实验通过给定的结构元素和算子，处理任意输入的二值图像，输出变换后的图像。实验使用示例图像word_bw.bmp。

Microsemi FPGA板的HDL Verifier支持包包含用于在受支持的Microsemi FPGA和SoC FPGA板上使用HDL Verifier进行FPGA-in-the-loop仿真的板定义文件。通过FIL仿真，使用MATLAB或Simulink在真实硬件中测试任何现有HDL代码的设计。HDL代码可以手动编写，也可以使用HDL Coder从模型子系统生成。支持的板包括Microsemi PolarFire评估套件和Microsemi SmartFusion2高级开发套件。此支持包适用于R2018a或更高版本。

在Matlab开发中，实现了灰度图像的开窗操作，并利用HDL编码器进行形态学操作。

英特尔FPGA主板的HDL Verifier支持包提供了用于在FPGA在环仿真中定义主板和使用MATLAB或Simulink测试HDL代码的工具。通过FIL仿真，可以实时观察设计的信号，并使用MATLAB进行分析和验证。

本教程详细指导如何利用MATLAB和Simulink在FPGA硬件上部署算法。包括使用Simulink创建算法流程、实施硬件架构、定点化设计以及生成与合成HDL代码。技术实现的每一步骤都将清晰呈现，帮助您掌握这一关键技能。

这是一个关于如何使用Matlab处理数字图像的程序介绍。共有11章涵盖编队、像素增强、傅里叶变换、频域处理、图像修复、几何学、形态学处理、特征图像分割和分类。每章都包含示例和练习，确保在运行代码前安装了Matlab的图像处理工具箱。