闲庭信步使用图像验证平台加速FPGA的开发：第二十三课——图像直方图和灰度图像叠加的FPGA实现

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上周我们完成了直方图统计的FPGA实现，这课我们要把直方图和灰度图像叠加在一起。

我们首先分析一下，要在FPGA中实现直方图数据的叠加，至少需要处理两帧的图像，第一帧完成图像直方图的统计，然后在第二幅图像中将第一帧图像的直方图统计数据叠加上去。

上篇我们直接把直方图的数据输入显示，并没有进行存储，而要把直方图的数据叠加到图像上，那首先必须把直方图的数据存储起来，等待第二幅图像到来后在取出来叠加上去。

在\src\hist文件夹下新建hist_mem.sv文件,完成图像直方图数据的存储，实现非常的简单，将直方图的数据存储到数组，然后根据读地址将数组中的数据都出去。

那如何将直方图的图像叠加到灰度图像中呢？如果第二幅图像根据行号在每行的开始的时候读一个直方图的数据，根据读取的直方图数据来进行绘制，那得到的直方图应该是横向的，看起来比较别扭，那如何得到纵向的直方图呢？那就要在绘制直方图的区域，每行根据列号读出所有的直方图值，根据直方图值进行绘制，就可以得到纵向的直方图。

解释起来可能不太清楚，我们直接看代码，在\src\hist文件夹下新建plot_chnl_hist.sv文件，直方图叠加在图像的左下方，区域大小用HIST_NUM参数来定义。在hist_domain区域内，将将列计算hsync_cnt作为地址从直方图的数组中去出来直方图的值；再将直方图的值和列计数vsync_cnt比较，到底是显示直方图的值还是原始的图像。

在top文件中例化了rgb2ycbcr，hist_statistics，hist_norm，hist_mem，plot_chnl_hist等模块。

在tb_image_sim文件中的第二个initial块中，将图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果保存并比对，需要注意一点，要完成两帧图像的处理，通过wait((frame_cnt == 1) & frame_done)来实现。

双击sim文件夹下的top_tb.bat文件，完成系统的自动化仿真。

可以看到在modelsim的Transcript有如下的打印信息，图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果一致。

打开img文件夹，也可以看到图像测试平台和FPGA硬件仿真的结果是一致的（no_seq*是图像测试平台处理后的图片，seq*是FPGA硬件仿真处理后的结果）。