?（本系列只需要modelsim即可完成數字圖像的處理，每個工程都搭建了全自動化的仿真環境，只需要雙擊top_tb.bat文件就可以完成整個的仿真，大大降低了初學者的門檻！！！！如需要該系列的工程文件請關注知識星球：成工fpga，https://t.zsxq.com/DMeqH，關注即送200GB學習資料，鏈接已置頂！）

直方圖的均衡化上個系列也有詳細的講解，本課主要完成圖像直方圖均衡化的FPGA實現。

我們先來分析一下，實現圖像直方圖的均衡需要處理幾幀圖片？第一幀圖片完成直方圖統計，在第一幀和第二幀圖像之間完成直方圖數據的讀取，同時完成直方圖數據的均衡化和均衡化的存儲。第二幀圖像就可以根據存儲的均衡化數據完成整幅圖像的均衡化，所以要完成圖像的均衡化，需要兩幀圖像，視頻流水起來，就是后一幀圖像根據前一幀圖像完成圖像的直方圖均衡化。

那我們再來分析一下，如果要對均衡化的圖像再進行直方圖統計，需要處理幾幀圖像？上面我們分析第二幅圖像完成圖像的均衡化，在第二幅圖像均衡化的過程中，可以對均衡化的圖像數據進行直方圖的統計，那就是在第二幅圖像結束的時候完成圖像均衡化的直方圖統計，如果想把直方圖疊加到均衡化后的圖片上，那就要在第三幀圖像上完成。

在\src\hist文件夾下新建hist_equalization.sv文件，用來實現圖像的直方圖數據的均衡化，均衡化就是將小于等于當前標號的直方圖數據求和，其實第一個均衡化的數據就是第一個直方圖的數據，第二個均衡化的數據就是第一個和第二個直方圖數據的和，第三個均衡化的數據就是前三個直方圖數據的和......最后一個均衡化的數據所有直方圖數據的和。如下，52-58行求和的運算。

每次求和完成一個直方圖均衡化數據的計算，然后直接對均衡化后的數據進行歸一化處理，歸一化處理是將數據映射到0-255區間。歸一化因子是699，計算公式是256*1024*1024/(H_ACTIVE*V_ACTIVE)，數據放大了2^20倍，所以最終的結果將低20位直接舍棄，也就是結果右移20位。歸一化后的均衡化數據存放到數組中，下一幀數據的每個像素值作為數組的地址讀出其中的值，完成下一幀圖像的均衡化，這個超過其實和gamma矯正完全一樣。

在top文件中例化了rgb2ycbcr，hist_statistics，hist_equalization，ycbcr2rgb，hist_norm，hist_mem，plot_hist等模塊，如下所示。先將RGB圖像轉成灰度圖像，對灰度圖像進行圖像的直方圖統計和均衡，再將均衡后的灰度圖像轉換回RGB圖像，同是對均衡后的灰度圖像進行直方圖統計。

在tb_image_sim文件中的第二個initial塊中，將圖像測試平臺和FPGA硬件仿真的結果保存并比對，需要注意一點，要完成兩幀圖像的處理，通過wait((frame_cnt == FRAME_NUM) & frame_done)來實現，這兒FRAME_NUM是2。

雙擊sim文件夾下的top_tb.bat文件，完成系統的自動化仿真。

可以看到在modelsim的Transcript有如下的打印信息，圖像測試平臺和FPGA硬件仿真的結果一致。

打開img文件夾，也可以看到圖像測試平臺和FPGA硬件仿真的結果是一致的（no_seq*是圖像測試平臺處理后的圖片，seq*是FPGA硬件仿真處理后的結果）。

同時也可以看一下圖像釋放圖均衡前后的效果圖。