基于FPGA的圖像增強(qiáng)和模板匹配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的任務(wù)書(shū)

基于FPGA的圖像增強(qiáng)和模板匹配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的任務(wù)書(shū)（注：此為本人根據(jù)理解和經(jīng)驗(yàn)所寫(xiě)的任務(wù)書(shū)，僅供參考）任務(wù)書(shū)一、任務(wù)概述本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于FPGA的圖像增強(qiáng)和模板匹配系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行實(shí)時(shí)的亮度、對(duì)比度、銳度等圖像增強(qiáng)處理，同時(shí)能夠進(jìn)行模板匹配，即在輸入圖像中尋找與指定模板相似的目標(biāo)區(qū)域，并標(biāo)出目標(biāo)區(qū)域的位置。二、任務(wù)要求1.搭建系統(tǒng)框架：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件框架和軟件框架，確定系統(tǒng)的輸入輸出方式和標(biāo)準(zhǔn)，配合開(kāi)發(fā)板進(jìn)行開(kāi)發(fā)。2.實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)功能：利用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)處理，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)輸入的圖像進(jìn)行亮度、對(duì)比度、銳度等處理，使得輸出圖像更加清晰、鮮明。3.實(shí)現(xiàn)模板匹配功能：能夠輸入指定模板，對(duì)輸入圖像進(jìn)行模板匹配，標(biāo)出目標(biāo)區(qū)域并輸出位置信息。4.進(jìn)行性能優(yōu)化：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合性能優(yōu)化，提高圖像處理和模板匹配的效率和準(zhǔn)確性。5.進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試，包括單元測(cè)試和集成測(cè)試，確保系統(tǒng)能夠完整、穩(wěn)定地運(yùn)行，符合用戶需求。并編寫(xiě)系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)，方便用戶操作。三、項(xiàng)目進(jìn)度安排1.系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)和硬件選型：1周確定系統(tǒng)的硬件框架和軟件框架，選擇適合的FPGA開(kāi)發(fā)板和軟件工具，制定FPGA的引腳分配方案和電路板設(shè)計(jì)方案。2.圖像增強(qiáng)算法的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)：2周研究圖像增強(qiáng)相關(guān)算法，確定適合嵌入式FPGA實(shí)現(xiàn)的算法。進(jìn)行硬件描述語(yǔ)言VHDL編寫(xiě)并進(jìn)行仿真，優(yōu)化算法，使其能夠高效和準(zhǔn)確地處理圖像。3.模板匹配算法的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)：2周研究模板匹配相關(guān)算法，確定適合嵌入式FPGA實(shí)現(xiàn)的算法。進(jìn)行硬件描述語(yǔ)言VHDL編寫(xiě)并進(jìn)行仿真，優(yōu)化算法，使其能夠高效和準(zhǔn)確地進(jìn)行模板匹配。4.性能優(yōu)化：1周對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化，包括優(yōu)化算法和代碼，利用片上資源調(diào)整資源分配和通信方式，優(yōu)化FPGA的布線等。提高系統(tǒng)的效率和準(zhǔn)確性。5.系統(tǒng)測(cè)試和使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)：1周對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試，包括單元測(cè)試和集成測(cè)試，并編寫(xiě)系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)，方便用戶操作。四、人員分配本任務(wù)分配兩名人員，具體如下：1.負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)和PCB板設(shè)計(jì)的人員：熟悉數(shù)字電路設(shè)計(jì)及FPGA開(kāi)發(fā)的原理和方法，熟練掌握VHDL編程，能夠熟練使用相關(guān)的設(shè)計(jì)工具，如XilinxVivado等。主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，硬件的選擇和引腳分配方案，以及PCB板的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。2.負(fù)責(zé)算法開(kāi)發(fā)和測(cè)試的人員：熟悉圖像處理和模板匹配算法，有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)能力，能夠熟練使用MATLAB和C語(yǔ)言進(jìn)行算法開(kāi)發(fā)和調(diào)試。主要負(fù)責(zé)圖像增強(qiáng)和模板匹配相關(guān)算法的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行系統(tǒng)的單元測(cè)試和集成測(cè)試。五、預(yù)算估算本項(xiàng)目的主要費(fèi)用包括硬件費(fèi)用、軟件費(fèi)用和人員費(fèi)用，具體估算如下：1.硬件費(fèi)用：開(kāi)發(fā)板（含VGA接口和設(shè)備接口）：3000元電源適配器：100元PCB板生產(chǎn)費(fèi)用：500元合計(jì)：3600元2.軟件費(fèi)用：無(wú)3.人員費(fèi)用：硬件設(shè)計(jì)人員：8000元/月×1個(gè)月=8000元算法開(kāi)發(fā)人員：8000元/月×1個(gè)月=8000元合計(jì)：16000元總費(fèi)用：3600元+16000元=19600元預(yù)計(jì)項(xiàng)目周期：7周六、項(xiàng)目交付項(xiàng)目交付包括成品交付和文檔交付：1.成品交付：完整的基于FPGA的圖像增強(qiáng)和模板匹配系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行圖像增強(qiáng)和模板匹配操作，描繪出目標(biāo)區(qū)域的位置信息。2.文檔交付：使用說(shuō)明書(shū)，包括系統(tǒng)操作流程和相