目录

1.前言

2.算法运行效果图预览

3.算法运行软件版本

4.部分核心程序

5.算法测试参数

6.硬件测试说明

7.算法理论概述

8.算法完整程序工程

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1.前言

       图像白平衡算法的基本原理是在图像中找到灰色区域，并调整图像中所有像素的颜色分布，以使这些灰色区域变为中性灰色。白平衡算法通常基于图像统计信息，例如平均颜色温度和像素颜色分布，来自动调整图像的颜色。在本课题中，我们将通过verilog实现图像的白平衡处理过程。

2.算法运行效果图预览

(完整程序运行后无水印)

3.算法运行软件版本

vivado2022.2

4.部分核心程序

（完整版代码包含中文注释和操作步骤视频）

 
color_bar hdmi_color_bar(
	.clk(video_clk),
	.rst(1'b0),
	.key(key),
	.hs(video_hs),
	.vs(video_vs),
	.de(video_de),
	.rgb_r(video_r),
	.rgb_g(video_g),
	.rgb_b(video_b)
);
 
video_clock video_clock_m0
(
     // Clock in ports
    .clk_in1(sys_clk),
      // Clock out ports
    .clk_out1(video_clk),
    .clk_out2(video_clk_5x),
      // Status and control signals
    .reset(1'b0),
    .locked()
 );
 
rgb2dvi_0 rgb2dvi_m0 (
	// DVI 1.0 TMDS video interface
	.TMDS_Clk_p(TMDS_clk_p),
	.TMDS_Clk_n(TMDS_clk_n),
	.TMDS_Data_p(TMDS_data_p),
	.TMDS_Data_n(TMDS_data_n),
	.oen(hdmi_oen),
	//Auxiliary signals 
	.aRst_n(1'b1), //-asynchronous reset; must be reset when RefClk is not within spec
	
	// Video in
	.vid_pData({video_r,video_g,video_b}),
	.vid_pVDE(video_de),
	.vid_pHSync(video_hs),
	.vid_pVSync(video_vs),
	.PixelClk(video_clk),
	.SerialClk(video_clk_5x)// 5x PixelClk
); 
  
endmodule
0X2_006m

5.算法测试参数

parameter H_ACTIVE = 16'd1280;           //horizontal active time (pixels)
parameter H_FP = 16'd110;                //horizontal front porch (pixels)
parameter H_SYNC = 16'd40;               //horizontal sync time(pixels)
parameter H_BP = 16'd220;                //horizontal back porch (pixels)
parameter V_ACTIVE = 16'd720;            //vertical active Time (lines)
parameter V_FP  = 16'd5;                 //vertical front porch (lines)
parameter V_SYNC  = 16'd5;               //vertical sync time (lines)
parameter V_BP  = 16'd20;                //vertical back porch (lines)
parameter HS_POL = 1'b1;                 //horizontal sync polarity, 1 : POSITIVE,0 : NEGATIVE;
parameter VS_POL = 1'b1;                 //vertical sync polarity, 1 : POSITIVE,0 : NEGATIVE;

6.硬件测试说明

具体的硬件操作步骤，可以参考作品中提供的视频步骤

如果不同开发板，系统的移植可以参考如下文章

不同FPGA开发板系统移植步骤-CSDN博客

7.算法理论概述

FPGA是一种可编程逻辑电路，可以通过编程实现各种算法，包括图像白平衡算法。图像白平衡算法是一种用于调整图像颜色温度的方法，使图像看起来更自然。

图像白平衡算法的基本原理是在图像中找到灰色区域，并调整图像中所有像素的颜色分布，以使这些灰色区域变为中性灰色。白平衡算法通常基于图像统计信息，例如平均颜色温度和像素颜色分布，来自动调整图像的颜色。

基于FPGA的图像白平衡算法实现可以采用以下步骤：

读取图像数据：从摄像头或存储器中读取图像数据，并将其存储在FPGA的存储器中。
计算灰度值：将每个像素的RGB值转换为灰度值，可以使用以下公式：

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B

其中，Y是灰度值，R、G、B分别是像素的红、绿、蓝三个通道的像素值。
3. 计算白平衡系数：计算图像的平均灰度值，并将其与理想的中性灰色值（例如128）进行比较，得到白平衡系数。可以使用以下公式：

alpha1 = X/Y

alpha2 = Y/Y;

alpha3 = Z/Y

其中，alpha是白平衡系数，avg(Y)是图像的平均灰度值。

4. 应用白平衡：将白平衡系数应用于每个像素的RGB值，可以使用以下公式：

R' = alpha1 * R
G' = alpha2 * G
B' = alpha3 * B

其中，R'、G'、B'分别是调整后的红、绿、蓝三个通道的像素值。

5. 输出结果：将调整后的图像数据发送到显示器或存储器中。

       需要注意的是，基于FPGA的图像白平衡算法实现需要考虑硬件资源的使用和性能优化。例如，可以使用流水线技术来提高处理速度，使用硬件资源池来共享存储器和计算单元等。

8.算法完整程序工程

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