SEU-Xilinx暑期学校：数字字符识别系统设计

"2019 SEU-Xilinx国际暑期学校项目设计文档_第13组1" 本项目是一个数字字符识别系统，由2019年SEU-Xilinx国际暑期学校的第13组成员共同完成，包括来自天津大学、东华大学和中山大学的四位学生。他们使用了SEA-S7开发板、MIPI摄像头、LCD屏、SD卡、HDMI显示屏和HDMI连接线等硬件设备。项目的主要目标是设计一个能够捕捉、处理并识别0-9数字的系统，最终在显示器上显示识别结果。 小组成员分工明确，组长张泽欢负责LCD调试，刘威壮负责图像预处理，凌瑾负责算法设计，而徐小清则负责图像采集。设计概述中提到，系统功能是通过摄像头采集图像，利用FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）进行图像数据处理，通过数字特征分析来识别10个数字，并在HDMI显示器上显示识别结果。 详细设计部分介绍了系统的实现方法。首先，采用MicroBlaze软核处理器控制摄像头，通过IIC接口进行初始化。图像数据经过处理后，通过HDMI显示模块实现实时显示。数字识别算法采用Verilog语言编程，包含四个主要步骤： 1. 图像数据获取：从MIPI摄像头获取原始图像数据。 2. 图像预处理：包括图像的灰度处理、去噪和二值化。 - 灰度处理：将彩色图像转换为灰度图像，通过R、G、B三原色的加权平均完成，权重分别为0.299、0.587和0.114。 - 图像去噪：应用均值滤波器，通过计算像素邻域的平均值来减少图像中的噪声。 - 二值化处理：将图像转化为黑白两色，便于后续的边缘检测和形状分析，简化识别过程。 3. 数字识别：基于预处理后的图像，通过特征提取和模式匹配算法（可能包括模板匹配、支持向量机或神经网络等）来识别数字。 4. 数字显示：将识别出的数字结果显示在LCD或HDMI显示器上。 此项目不仅展示了FPGA在图像处理领域的应用，还涵盖了数字信号处理和计算机视觉的基本原理，包括图像的采集、预处理和识别，以及软硬件协同设计的方法。这样的系统设计对于理解和实践嵌入式系统、图像处理和机器学习技术具有很高的价值。