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1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
3.部分核心程序
4.算法理论概述
4.1. RGB与HSV色彩空间
4.2. RGB到HSV转换原理
5.算法完整程序工程 1.算法运行效果图预览 将FPGA的仿真结果导入到matlab中#xff1a; 2.算法运行软件版本
vivado2019.2
matlab2022a
…目录
1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
3.部分核心程序
4.算法理论概述
4.1. RGB与HSV色彩空间
4.2. RGB到HSV转换原理
5.算法完整程序工程 1.算法运行效果图预览 将FPGA的仿真结果导入到matlab中 2.算法运行软件版本
vivado2019.2
matlab2022a
3.部分核心程序
timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/08/01
// Design Name:
// Module Name: RGB2gray
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//module test_image;reg i_clk;
reg i_rst;
reg [7:0] Rbuff [0:100000];
reg [7:0] Gbuff [0:100000];
reg [7:0] Bbuff [0:100000];
reg [7:0] i_Ir,i_Ig,i_Ib;
wire [7:0] o_H,o_S,o_V;
integer fids1,dat1,fids2,dat2,fids3,dat3,jj0;//D:\FPGA_Proj\FPGAtest\codepz
initial
beginfids1 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\codepz\\R.bmp,rb);dat1 $fread(Rbuff,fids1);$fclose(fids1);
endinitial
beginfids2 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\codepz\\G.bmp,rb);dat2 $fread(Gbuff,fids2);$fclose(fids2);
endinitial
beginfids3 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\codepz\\B.bmp,rb);dat3 $fread(Bbuff,fids3);$fclose(fids3);
endinitial
begin
i_clk1;
i_rst1;
#1200;
i_rst0;
end always #5 i_clk~i_clk;always(posedge i_clk)
begini_IrRbuff[jj];i_IgGbuff[jj];i_IbBbuff[jj];jjjj1;
endmain_RGB2HSV main_RGB2HSV_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_image_R (i_Ir),
.i_image_G (i_Ig),
.i_image_B (i_Ib),
.o_H (o_H),// Y
.o_S (o_S),// Y
.o_V (o_V)
);integer fout1;
initial beginfout1 $fopen(H.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66616)$fwrite(fout1,%d\n,o_H);else$fwrite(fout1,%d\n,0);
endinteger fout2;
initial beginfout2 $fopen(S.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66616)$fwrite(fout2,%d\n,o_S);else$fwrite(fout2,%d\n,0);
endinteger fout3;
initial beginfout3 $fopen(V.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66616)$fwrite(fout3,%d\n,o_V);else$fwrite(fout3,%d\n,0);
endendmodule
0X_022m
4.算法理论概述 在数字图像处理中色彩空间的转换是常见的操作。其中RGB和HSV是两种经常使用的色彩空间。RGB基于红、绿、蓝三种颜色的组合而HSV则代表色相、饱和度和明度。本文将探讨如何基于FPGA实现RGB到HSV的转换并深入讨论其背后的原理和数学公式。
4.1. RGB与HSV色彩空间 RGB色彩空间RGB色彩模型采用三维笛卡尔坐标系统红、绿、蓝三原色位于三个角上。原色值位于坐标轴上的点而其他颜色则位于立方体内部。通过三原色的不同强度组合可以得到各种颜色。 RGB是从颜色发光的原理来设计定的通俗点说它的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯当它们的光相互叠合的时候色彩相混而亮度却等于两者亮度之总和越混合亮度越高即加法混合。红、绿、蓝三个颜色通道每种色各分为256阶亮度在0时“灯”最弱——是关掉的而在255时“灯”最亮。当三色灰度数值相同时产生不同灰度值的灰色调即三色灰度都为0时是最暗的黑色调三色灰度都为255时是最亮的白色调。在电脑中RGB的所谓“多少”就是指亮度并使用整数来表示。通常情况下RGB各有256级亮度用数字表示为从0、1、2...直到255。注意虽然数字最高是255但0也是数值之一因此共256级。 HSV色彩空间HSV色彩空间更加接近人类视觉对色彩的感知。其中HHue代表色相表示颜色的基本属性SSaturation代表饱和度表示颜色的深浅VValue代表明度表示颜色的明亮程度。 HSV是一种比较直观的颜色模型所以在许多图像编辑工具中应用比较广泛这个模型中颜色的参数分别是色调H, Hue饱和度S,Saturation明度V, Value。
色调H 用角度度量取值范围为0°360°从红色开始按逆时针方向计算红色为0°绿色为120°,蓝色为240°。它们的补色是黄色为60°青色为180°,品红为300°
饱和度S 饱和度S表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色可以看成是某种光谱色与白色混合的结果。其中光谱色所占的比例愈大颜色接近光谱色的程度就愈高颜色的饱和度也就愈高。饱和度高颜色则深而艳。光谱色的白光成分为0饱和度达到最高。通常取值范围为0%100%值越大颜色越饱和。
明度V 明度表示颜色明亮的程度对于光源色明度值与发光体的光亮度有关对于物体色此值和物体的透射比或反射比有关。通常取值范围为0%黑到100%白。 4.2. RGB到HSV转换原理
RGB到HSV的转换涉及以下步骤
首先将RGB值标准化到[0,1]范围。对于8位的RGB值可以通过除以255来完成这一步。 然后计算色相H饱和度S明度V 5.算法完整程序工程
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