基于FPGA实现JPEG压缩算法-灰度图像的8x8分块

最新推荐文章于 2024-04-14 17:10:44 发布

FPGA入门

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分类专栏： VIVADO MATLAB 文章标签： fpga

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本文详细介绍了使用FPGA实现JPEG编码的过程，并通过MATLAB进行代码验证。从图像预处理开始，包括图像灰度转换、8x8分块处理，到FPGA代码设计与仿真，最后通过对比工具验证了FPGA逻辑功能的正确性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1、JPEG的算法不做阐述，网上太多了，只关心FPGA代码实现，通过MATLAB的与FPGA的交互，验证代码的正确性，这篇博文主要实现图像的8x8分块处理，如输入图像256（行）x512（列）转换到1x64x2048的过程。
2、截取桌面图片，剪裁到256x512个像素大小。
在这里插入图片描述

3、matlab制作仿真数据，其中image_gray.txt为vivado要读取的数据，image_gray_mat.txt为matlab生成8x8的数据，最后验证FPGA生成数据与MATLAB生成数据是否相同，从而验证逻辑正确性。

clear;
clc;
I=imread('test5.bmp');
figure(1);
imshow(I);
I2=rgb2gray(I);
%gray_pic=im2double(I2);
gray_pic=I2';
figure(2);
imshow(I2);

fid1 = fopen('image_gray.txt','wt');
fprintf(fid1,'%g\n',gray_pic);
fclose(fid1);

[rows,cols,colors] = size(I2);
image_gray_mat=[];
for jj=1:8:rows
    for ii=1:8:cols
        for ki=1:1:8
            for kj=1:1:8
                image_gray_mat=[image_gray_mat,I2(ki+jj-1,kj+ii-1)];
            end
        end
    end
end

fid2 = fopen('image_gray_mat.txt','wt');
fprintf(fid2,'%g\n',image_gray_mat);
fclose(fid2);

4、FPGA仿真文件部分代码，主要是读取文件中的数据

//图像属性
localparam  IM_NUM_ROW = 256;
localparam  IM_NUM_COL = 512;
localparam  IM_NUM_GAP = 40;

//载入图像

reg [7:0] image_dat [0:IM_NUM_ROW*IM_NUM_COL-1];

integer file_gray;

integer i;
integer j_gray;

initial begin
	file_gray=$fopen("image_gray.txt","r");

    for (i=0; i<IM_NUM_ROW*IM_NUM_COL; i=i+1) begin  
		j_gray = $fscanf(file_gray,"%d",image_dat[i][7:0]);

    end	
	$fclose(file_gray);
end

5、部分关键代码

//*********************************************************
//测试8x8 输出txt 与matlab对比
integer image_out;

initial begin
	image_out = $fopen("image_gray_out.txt","w");
	wait (data_finish == 1);
	#10000;
	$fclose(image_out);
	$stop;
end

always@(posedge clk_sys) begin
	if(data_cs) begin
		$fdisplay(image_out,"%d",data_out);
	end
end
//********************************************************