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基于FPGA的图像处理加速研究的任务书

任务书

一、研究背景

图像处理是计算机视觉领域的一个重要分支，应用广泛。随着技术的发

展，图像处理算法越来越复杂，虽然CPU、GPU等处理器也在不断升级，

但是难以满足实时处理、低功耗等需求。因此，FPGA与图像处理的结合

成为了一种很有前途的解决方案。FPGA具有不同于通用处理器的可重构

性和高并行性，可以实现高性能、低功耗的图像处理。

二、研究目标

本项任务的研究目标是基于FPGA加速图像处理，并优化算法。

三、研究内容

本项任务的研究内容包括以下几个方面：

1.图像处理算法：选择常用的一些图像处理算法，如锐化、模糊、边缘检

测等。并研究优化算法，以适应FPGA这种硬件平台的特性。

2.硬件设计：根据所选算法的特点和FPGA的结构特性，设计硬件电路，

实现高效的图像处理。

3.代码编写：使HDL语言编写代码，移植算法和硬件设计，调试，优

化性能。

4.性能分析：根据所选测试图像进行性能测试，分析加速效果和功耗等指

标。

四、研究方法

本项任务的研究方法主要包括以下几个步骤：

1.调研：调研现有的基于FPGA的图像处理加速技术，分析其优缺点，为

研究提供指导。

2.算法选择：选择常用的图像处理算法，并研究如何优化算法，以适应

FPGA硬件平台。

3.硬件设计：根据所选算法的特点和FPGA的结构特性，设计硬件电路，

实现高效的图像处理。

4.代码编写：使HDL语言编写代码，移植算法和硬件设计，调试，优

化性能。

5.性能分析：根据所选测试图像进行性能测试，分析加速效果和功耗等指

标。

五、预期成果

本项任务的预期成果包括以下几个方面：

1.实现基于FPGA的图像处理加速技术。

2.实现所选算法在FPGA上的优化实现，并具有一定的性能优势。

3.撰写一篇研究论文，介绍研究方法、实验过程、结果分析等内容。

4.完成一份实验报告，详细记录实验过程中学习到的知识和经验，为后续

进一步研究提供数据和借鉴。

六、研究团队及分工

本项任务的研究团队由3人组成。分工如下：

1.组长：负责项目管理、文献调研、HDL代码编写和算法优化等工作。

2.组员1：负责硬件设计、仿真和性能分析等工作。

3.组员2：负责调试和对比实验等工作。

七、时间安排

本项任务的时间安排如下：

第1个月：文献调研和研究方法设计。

第2个月：算法选择和优化，并进行初步的硬件设计。

第3个月：HDL代码编写和初步的性能分析。

第4个月：完成硬件设计和代码编写，并进行性能测试和对比实验。

第5个月：完成论文写作和实验报告，以及进一步的研究工作。

八、参考文献

[1]Zhou,J.,Shao,Z.(2021).Imageprocessingaccelerationbased

onFPGA:Areview.JournalofSignalProcessingSystems,93(9),1315-

1329.

[2]Wu,J.,Chen,Q.,Zhang,H.,Li,J.(2020).FPGA-BasedHigh-

PerformanceImageProcessingAcceleration:ProjectCasesand

PerformanceEvaluation.IEEEAccess,8,3563-3576.

[3]Azzaz,M.A.,Al-Aqrabi,H.,Al-Afeefy,H.M.(2019).FPGA-based

imageprocessing:Acomprehensivereview.JournalofReal-TimeImage

Processing,16(6),1861-1881.

[4]Hu,J.,Liu,Q.,Huang,Y.,Zhang,B.(2019).Researchon

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[5]Gao,Y.,Liu,M.,Liu,J.,Han,J.(2018).ResearchontheFPGA-

basedhigh-speedimagepro