基于FPGA的图像拼接算法实现,包括tb测试文件和MATLAB辅助验证

1.算法运行效果图预览

将FPGA的拼接结果导入到matlab，显示结果如下：

2.算法运行软件版本

vivado2019.2

matlab2022a

3.算法理论概述

3.1 理论概述

         基于FPGA的图像拼接算法实现是一种利用FPGA硬件平台对图像进行拼接处理的方法。基于FPGA的图像拼接算法实现主要是通过将多张图像进行对齐、融合等处理，最终得到一张拼接后的全景图像。该算法利用了FPGA并行计算的优势，提高了图像拼接的速度和效率。

具体来说，该算法的实现过程主要包括以下步骤：

图像预处理：对输入的多张图像进行预处理，包括图像去噪、图像增强等操作，以便于后续的图像拼接处理。

图像对齐：根据特征点的匹配结果，对图像进行对齐处理，使得不同图像之间能够正确拼接。

图像拼接：对对齐后的图像进行拼接处理。

3.2 本课题功能简述

       在本课题中，输入到FPGA的为两个256*256的灰度图，将这两个图并行输入到FPGA中，在FPGA中，通过处理将两个图片拼接成一个图片输出。

拼接之后，得到：

4.部分核心程序

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2022/07/28 01:51:45
// Design Name: 
// Module Name: test_image
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//
 
 
module test_image;
reg i_clk;
reg i_clk2x;
reg i_rst;
reg i_EN;
reg [7:0] Buffer1 [0:100000];
reg [7:0] Buffer2 [0:100000];
reg [7:0] II1;
reg [7:0] II2;
wire [7:0] o_dat;
integer fids1,fids2,idx=0,dat1,dat2;
 
 
//D:\FPGA_Proj\FPGAtest\codepz
initial 
begin
	fids1 = $fopen("D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\codepz\\1.bmp","rb");//调用2个图片
	dat1  = $fread(Buffer1,fids1);
	$fclose(fids1);
end
initial 
begin 
	fids2 = $fopen("D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\codepz\\2.bmp","rb");//调用2个图片
	dat2  = $fread(Buffer2,fids2);
	$fclose(fids2);
end
  
 
 
initial 
begin
i_clk=1;
i_clk2x=1;
i_rst=1;
i_EN=1'b0;
#1000;
i_rst=0;
end 
always #5 i_clk=~i_clk;
always #10 i_clk2x=~i_clk2x;
always@(posedge i_clk2x or posedge i_rst) 
begin
    if(i_rst)
    begin
    II1<=8'd0;
    II2<=8'd0;
    idx<=0;
    i_EN<=1'b0;
 
    end
    else begin
        II1<=Buffer1[idx];
        II2<=Buffer2[idx];
 
        
        idx<=idx+1;
        if(idx>=1077+1 & idx<=1077+65536)
        i_EN<=1'b1;
        else
        i_EN<=1'b0;
	end
end
 
//调用合并模块
tops tops_u(
.i_clk           (i_clk),
.i_clk2x         (i_clk2x),
.i_rst           (i_rst),
.i_en            (i_EN),
.i_I1            (II1),
.i_I2            (II2),
.o_dat           (o_dat)
);
//将合并后的模块保存到txt文件中
integer fout1;
initial begin
 fout1 = $fopen("SAVEDATA.txt","w");
end
 
always @ (posedge i_clk)
 begin
    if(idx<=66619)
	$fwrite(fout1,"%d\n",o_dat);
	else
	$fwrite(fout1,"%d\n",0);
end
 
endmodule