15、FPGA 在嵌入式图像处理中的应用案例剖析

FPGA 在嵌入式图像处理中的应用案例剖析

在嵌入式图像处理领域，FPGA 凭借其灵活性和高效性，在多个应用场景中发挥着重要作用。下面将详细介绍几种基于 FPGA 的嵌入式图像处理应用。

1. 彩色区域跟踪

彩色区域跟踪旨在创建基于手势的用户输入。为了实现这一目标，使用彩色桨板提供输入手势，同时尽可能减少资源使用，以便将 FPGA 的剩余资源用于被控制的应用。

• 硬件平台 ：该应用在 Celoxica Ltd 的 RC100 板上实现，该板使用 Xilinx XC2S200 Spartan II FPGA，并配备了视频编解码器芯片。编解码器将相机的复合视频信号数字化，为 FPGA 提供 16 位彩色（RGB565）像素流。
• 处理流程
  1. 颜色转换 ：由于 RGB 颜色空间不适合颜色分割，因此将 RGB 像素值转换为简化的 YUV 颜色空间。转换公式如下：
     [
     \begin{bmatrix}
     Y \
     U \
     V
     \end{bmatrix}
     =
     \begin{bmatrix}
     \frac{1}{4} & \frac{1}{2} & \frac{1}{4} \
     \frac{1}{4} & -\frac{1}{2} & \frac{1}{4} \
     \frac{1}{2} & 0 & -\frac{1}{2}
     \end{bmatrix}
     \begi