《基于MATLAB與FPGA的圖像處理教程》這個(gè)月終于與大家見面了。本書不是一本純粹的基于軟件算法的教程，亦不是一本單一講述FPGA硬件實(shí)現(xiàn)的書，而是一本從圖像處理算法理論基礎(chǔ)出發(fā)，結(jié)合MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)，最終采用FPGA進(jìn)行并行硬件加速的指南。書中選用了一些常用的圖像處理算法，相關(guān)章節(jié)大都遵循“算法理論→MATLAB軟件驗(yàn)證→FPGA硬件實(shí)現(xiàn)”的流程，將這些算法由淺入深、循序漸進(jìn)地從算法理論講解到FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。
業(yè)內(nèi)有很多介紹MATLAB圖像處理的書，如《數(shù)字圖像處理（MATLAB版）》（作者岡薩雷斯），也有不少介紹FPGA圖像處理的書，如《FPGA數(shù)字圖像采集與處理》（作者吳厚航），但尚未出現(xiàn)一本結(jié)合MATLAB仿真與FPGA實(shí)現(xiàn)的圖像處理教程。單純地學(xué)習(xí)MATLAB圖像處理的讀者，很難在FPGA上對(duì)其算法用硬件實(shí)現(xiàn)；單純地學(xué)習(xí)FPGA圖像處理的讀者，又很難從底層了解算法的原理與實(shí)現(xiàn)。因此，本書的出現(xiàn)將填補(bǔ)業(yè)內(nèi)這一空缺，會(huì)給對(duì)該領(lǐng)域感興趣的讀者，帶來不一樣的福音。
本書將從圖像格式轉(zhuǎn)換、降噪、增強(qiáng)、二值化、銳化、縮放等傳統(tǒng)基礎(chǔ)圖像算法入手，從原理到MATLAB設(shè)計(jì)、FPGA硬件加速實(shí)現(xiàn)進(jìn)行由淺入深、循序漸進(jìn)的介紹。以深度學(xué)習(xí)算法LeNet5為例，介紹如何用FPGA實(shí)現(xiàn)較簡單的硬件加速卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。最后，作為畫龍點(diǎn)睛之筆，介紹傳統(tǒng)ISP和新興AISP的理論概念及區(qū)別，并闡述未來圖像硬件加速的發(fā)展走向。
為了讓讀者能夠更好地了解本書的架構(gòu)，筆者整理了章節(jié)規(guī)劃的圖譜，如下所示。讀者可以按順序閱讀，也可以根據(jù)自己的興趣挑重點(diǎn)查閱，章節(jié)規(guī)劃沒有嚴(yán)格的先后順序。
圖像算法的實(shí)現(xiàn)屬于方法論，優(yōu)秀的圖像算法可以讓我們事半功倍；同樣，如何用更低的PPA（Power Performance Area，即功耗、性能、面積，是芯片最主要的三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)）在FPGA/IC上實(shí)現(xiàn)圖像算法的硬件加速，也是一門學(xué)問，需要充分理解圖像算法的實(shí)現(xiàn)過程，還需要掌握FPGA的設(shè)計(jì)思維，并且熟練運(yùn)用FPGA常用的加速思維。筆者曾在《FPGA設(shè)計(jì)技巧與案例開發(fā)詳解（第3版）》一書中講述了很多的FPGA設(shè)計(jì)技巧，本書將重點(diǎn)針對(duì)圖像處理，為讀者講解具體的算法實(shí)現(xiàn)。
截至本書出版前，筆者在IC公司已經(jīng)工作7年有余，深刻地感受到研發(fā)人員的能力對(duì)自主研發(fā)代碼質(zhì)量（設(shè)計(jì)功能不考慮時(shí)序、門控時(shí)鐘滿天飛等）的影響，目前雖然功能驗(yàn)證及后端收斂可以正常流片，但考慮到PPA對(duì)成本及競爭力的影響，目前PPA還有很大的提升空間。因此，本書旨在帶給讀者圖像處理的硬件加速思維，希望讀者能夠?qū)W會(huì)圖像處理的FPGA加速方法，同時(shí)能夠掌握在IC中設(shè)計(jì)優(yōu)秀電路的技術(shù)。希望本書的出版，能夠幫助提高IC行業(yè)人才的質(zhì)量與產(chǎn)品的競爭力。
本書讀者對(duì)象
FPGA技術(shù)愛好者；
有圖像算法基礎(chǔ)，想了解FPGA圖像處理的讀者；
有FPGA基礎(chǔ)，想了解圖像算法開發(fā)流程的讀者；
期望從事多媒體芯片前端開發(fā)的讀者；
大、中專院校的學(xué)生和老師；
相關(guān)培訓(xùn)學(xué)校的學(xué)員。
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