5、FPGA 图像分割与绝热逻辑电路技术解析

FPGA 图像分割与绝热逻辑电路技术解析

1. FPGA 图像分割实验

在图像分割领域，FPGA 的应用逐渐广泛。本次实验围绕 FPGA 展开，涉及边缘检测算法的实现与性能评估。

1.1 实验设置

• FPGA 功耗 ：FPGA 的功耗在合成和实现阶段决定了片上总功耗。
• 时钟频率与处理速度 ：Basys 3 板最高时钟可达 450 MHz，通常工作时钟频率为 100 MHz。实验选取 50 MHz、100 MHz 和 200 MHz 三种时钟频率进行边缘检测处理。一般来说，时钟频率越高，处理时间越短；频率越低，处理时间越长。处理时间指的是完成 Verilog 仿真的总时长。

1.2 测试图像与实验结果

• 测试图像 ：采用“蝴蝶”和“抽象”图像对算法进行测试。
• 实验结果 ：通过表格记录了不同算法（Python 实现的 Sobel、Prewitt、Robert 以及 Verilog 实现的 Sobel、Prewitt、Robert）在测试图像上的均方误差（MSE）和峰值信噪比（PSNR）。具体数据如下：
  | 图像 | 算法 | PSNR | MSE |
  | — | — | — | — |
  | 蝴蝶 | Python Sobel | 27.83 | 107.04 |
  | 蝴蝶 | Python Prewitt | 27.89 | 105.66 |
  | 蝴蝶