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1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
3.部分核心程序
4.算法理论概述
4.1RGB颜色空间
4.2CIE-Lab颜色空间
4.3RGB转CIE-Lab算法原理
5.算法完整程序工程 1.算法运行效果图预览 将FPGA的结果导入到matlab#xff0c;并和matlab的仿真结果进行对比#xff1a…目录
1.算法运行效果图预览
2.算法运行软件版本
3.部分核心程序
4.算法理论概述
4.1RGB颜色空间
4.2CIE-Lab颜色空间
4.3RGB转CIE-Lab算法原理
5.算法完整程序工程 1.算法运行效果图预览 将FPGA的结果导入到matlab并和matlab的仿真结果进行对比 2.算法运行软件版本
vivado2019.2
matlab2022a
3.部分核心程序
timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2023/08/01
// Design Name:
// Module Name: RGB2gray
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// module test_image;reg i_clk;
reg i_rst;
reg [7:0] Rbuff [0:100000];
reg [7:0] Gbuff [0:100000];
reg [7:0] Bbuff [0:100000];
reg [7:0] i_Ir,i_Ig,i_Ib;
wire [7:0] o_X,o_Y,o_Z;
wire [15:0] o_L;
wire signed[15:0] o_A,o_B;
integer fids1,dat1,fids2,dat2,fids3,dat3,jj0;//D:\D:\FPGA_Proj\FPGAtest\code_proj
initial
beginfids1 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\code_proj\\R.bmp,rb);dat1 $fread(Rbuff,fids1);$fclose(fids1);
endinitial
beginfids2 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\code_proj\\G.bmp,rb);dat2 $fread(Gbuff,fids2);$fclose(fids2);
endinitial
beginfids3 $fopen(D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\code_proj\\b.bmp,rb);dat3 $fread(Bbuff,fids3);$fclose(fids3);
endinitial
begin
i_clk1;
i_rst1;
#1200;
i_rst0;
end always #5 i_clk~i_clk;always(posedge i_clk)
begini_IrRbuff[jj];i_IgGbuff[jj];i_IbBbuff[jj];jjjj1;
endmain_lab main_lab_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_image_R (i_Ir),
.i_image_G (i_Ig),
.i_image_B (i_Ib),
.o_X (o_X),
.o_Y (o_Y),
.o_Z (o_Z),
.o_L (o_L),
.o_A (o_A),
.o_B (o_B)
);integer fout1;
initial beginfout1 $fopen(X.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout1,%d\n,o_X);else$fwrite(fout1,%d\n,0);
endinteger fout2;
initial beginfout2 $fopen(Y.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout2,%d\n,o_Y);else$fwrite(fout2,%d\n,0);
endinteger fout3;
initial beginfout3 $fopen(Z.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout3,%d\n,o_Z);else$fwrite(fout3,%d\n,0);
endinteger fout4;
initial beginfout4 $fopen(L.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout4,%d\n,o_L);else$fwrite(fout4,%d\n,0);
endinteger fout5;
initial beginfout5 $fopen(A.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout5,%d\n,o_A);else$fwrite(fout5,%d\n,0);
endinteger fout6;
initial beginfout6 $fopen(B.txt,w);
endalways (posedge i_clk)beginif(jj66615)$fwrite(fout6,%d\n,o_B);else$fwrite(fout6,%d\n,0);
endendmodule
0X_025m
4.算法理论概述 RGB和CIE-Lab是两种常用的颜色空间它们在不同的应用领域中各有优势。RGB颜色空间主要用于显示设备而CIE-Lab颜色空间则更适用于颜色测量和计算。因此将RGB颜色空间转换为CIE-Lab颜色空间具有重要的应用价值。 RGB颜色模式是一种常见的颜色表示方法它是通过红、绿、蓝三种颜色的不同比例来表示不同的颜色。其中红、绿、蓝三种颜色的值分别范围在0到255之间。 CIELAB颜色模式是一种更加科学的颜色表示方法它是基于人眼对颜色的感知来定义的。CIELAB颜色模式包括三个分量L表示亮度a表示绿色到红色的色差b表示蓝色到黄色的色差。RGB到CIELAB转换可以通过以下步骤进行
将RGB颜色模式转换为X, Y, Z三个分量的CIE XYZ颜色模式。将CIE XYZ颜色模式转换为CIE Lab*颜色模式。计算CIELAB颜色模式的L, a, b三个分量。
4.1RGB颜色空间 RGB颜色空间是一种基于红、绿、蓝三种基本颜色的颜色空间。在该空间中任意一种颜色都可以由这三种基本颜色的不同强度组合而成。RGB颜色空间通常用于显示设备如电视、计算机显示器等。
4.2CIE-Lab颜色空间 CIE-Lab颜色空间是一种基于人类视觉系统的颜色空间由国际照明委员会CIE制定。在该空间中颜色的表示与人眼的感知更加一致。CIE-Lab颜色空间由三个分量组成L表示亮度a表示红绿色差b*表示黄蓝色差。
4.3RGB转CIE-Lab算法原理 RGB转CIE-Lab的转换过程可以分为两个步骤首先将RGB颜色空间转换为XYZ颜色空间然后将XYZ颜色空间转换为CIE-Lab颜色空间。
RGB转XYZ
RGB转XYZ的转换公式如下
X 0.4124R 0.3576G 0.1805B Y 0.2126R 0.7152G 0.0722B Z 0.0193R 0.1192G 0.9505B 其中R、G、B分别表示红、绿、蓝三个通道的颜色值取值范围为[0,255]。X、Y、Z表示转换后的XYZ颜色空间的三个分量。
XYZ转CIE-Lab
XYZ转CIE-Lab的转换公式如下
L* 116f(Y/Yn) - 16 a* 500[f(X/Xn) - f(Y/Yn)] b* 200[f(Y/Yn) - f(Z/Zn)] 其中Xn、Yn、Zn表示XYZ颜色空间的参考白点的坐标值。f(t)是一个非线性函数定义如下
f(t) t^(1/3) (当t0.008856时) 7.787t 16/116 (当t≤0.008856时)
在FPGA设计过程中一般将上述公式转换为如下表达式进行处理 fX XT .* X.^(1/3) (~XT) .* (7.787 .* X 4/29); fY YT .* Y.^(1/3) (~YT) .* (7.787 .* Y 4/29); fZ ZT .* Z.^(1/3) (~ZT) .* (7.787 .* Z 4/29);
5.算法完整程序工程
OOOOO
OOO
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