Cordic旋转迭代verilog代码 verilog图像翻转

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码海探险家 2024-08-06 22:27:42

文章标签 Cordic旋转迭代verilog代码 fpga开发图像旋转图像处理 HDMI 文章分类 物联网

1、前言

图像旋转是一种常用的图像处理技术，其基本原理就是指图像以某一点为中心旋转一定的角度，形成一幅新的图像的过程。当然这个点通常就是图像的中心。图像的旋转是图像几何变换的一种，旋转前后的图像的像素的 RGB 都是没有改变的，改变的只是每一个像素的所在位置，这个就是旋转的本质。
本设计采用OV5640摄像头作为输入，分辨率为640x480，也可配置为其他分辨率，输出HDMI，分辨率为1024x768@60Hz。图像缓存至DDR做旋转变换，旋转角度由串口命令控制，实用性很强，高度贴近真实项目，希望对你有用。
本文详细描述了设计方案，工程代码编译通过后上板调试验证，可直接项目移植，适用于在校学生、研究生项目开发，也适用于在职工程师做项目开发，可应用于医疗、军工等行业的数字成像和图像传输领域；
提供完整的、跑通的工程源码和技术支持；
工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾，请耐心看到最后；

2、理论基础

图像旋转是指图像以某一点为中心旋转一定的角度，形成一幅新的图像的过程。当然这个点通常就是图像的中心。既然是按照中心旋转，自然会有这样一个属性：旋转前和旋转后的点离中心的位置不变。

根据这个属性，我们可以得到旋转后的点的坐标与原坐标的对应关系。由于原图像的坐标是以左上角为原点的，所以我们先把坐标转换为以图像中心为原点。假设原图像的宽为 w，高为 h，（x0，y0）为原坐标内的一点，转换坐标后的点为（x1，y1）。那么不难得到：

x1 = x0 - w/2；y1 = -y0 + h/2；

在新的坐标系下，假设点（x0，y0）距离原点的距离为 r，点与原点之间的连线与 x 轴的夹角为 b，旋转的角度为 a，旋转后的点为（x1，y1），如下图所示。

Cordic旋转迭代verilog代码 verilog图像翻转_图像旋转

那么有以下结论：

x0=rcosb；y0=rsinb

x1 = rcos(b-a) = rcosbcosa+rsinbsina=x0cosa+y0sina；

y1=rsin(b-a)=rsinbcosa-rcosbsina=-x0sina+y0cosa；

得到了转换后的坐标，我们只需要把这些坐标再转换为原坐标系即可。这里还有一点要注意，旋转后的图像的长和宽会发生变化，因此要计算新图像的长和宽。

3、设计思路和框架

设计思路和框架如下：

Cordic旋转迭代verilog代码 verilog图像翻转_图像旋转_02

图像输入和采集

本设计采用OV5640摄像头作为输入，分辨率为640x480，也可配置为其他分辨率，OV5640需要i2c配置才能使用，代码里包含了纯verilog的i2c配置，图像采集输出RGB565格式图像数据，图像采集顶层接口如下：

module uiSensorRGB565(
	input         cmos_clk_i  ,//cmos senseor clock.
	input         rst_n_i     ,//system reset.active low.
	input         cmos_pclk_i ,//input pixel clock.
	input         cmos_href_i ,//input pixel hs signal.
	input         cmos_vsync_i,//input pixel vs signal.
	input [7:0]   cmos_data_i ,//data.
	output        cmos_xclk_o ,//output clock to cmos sensor.
    output [15:0] rgb_o       ,
    output        de_o        ,
    output        vs_o        ,
    output        hs_o        
    );