（1）FPGA圖像視頻處理概述：了解FPGA在圖像視頻處理領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)（并行流水線處理、低延遲、高吞吐量、靈活定制）。掌握FPGA圖像處理系統(tǒng)的整體架構(gòu)：圖像采集（攝像頭/傳感器）、預(yù)處理、緩存、算法加速、顯示輸出。對(duì)比FPGA與CPU/GPU/DSP在圖像處理應(yīng)用中的性能差異與適用場(chǎng)景。
（2）開發(fā)環(huán)境搭建與工具鏈：掌握Vivado/Vitis HLS/Vitis核心開發(fā)工具的安裝與配置。學(xué)習(xí)使用ModelSim/Vivado Simulator進(jìn)行功能仿真。掌握Matlab與FPGA聯(lián)合仿真方法，利用Matlab生成測(cè)試激勵(lì)并分析輸出結(jié)果。熟悉邏輯分析儀（ChipScope/SignalTapII）的調(diào)試技巧。
（3）視頻圖像采集接口設(shè)計(jì)：掌握常見圖像傳感器接口的FPGA實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)OV5640/OV7670等CMOS攝像頭的配置方法（SCCB/I2C協(xié)議）。掌握DVP（Digital Video Port）并行接口時(shí)序分析與采集模塊設(shè)計(jì)。了解MIPI CSI-2接口的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)現(xiàn)視頻流數(shù)據(jù)的同步與格式化處理。
（4）圖像緩存與幀緩存控制：理解FPGA片內(nèi)存儲(chǔ)器資源（Block RAM、分布式RAM）的特點(diǎn)與應(yīng)用。掌握DDR/DDR3/DDR4控制器（MIG IP核）的配置與使用。學(xué)習(xí)多幀緩存控制器的設(shè)計(jì)（乒乓操作、三幀緩存），實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)讀寫與幀率匹配。掌握AXI4總線協(xié)議在視頻傳輸中的應(yīng)用。
（5）視頻時(shí)序控制與顯示輸出：掌握常見視頻顯示接口的時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)（VGA、HDMI、DisplayPort）。學(xué)習(xí)VGA時(shí)序發(fā)生器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。了解HDMI接口的TMDS編碼原理與實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)現(xiàn)視頻顯示控制模塊，完成圖像分辨率、刷新率的適配與轉(zhuǎn)換。
（6）圖像預(yù)處理硬件設(shè)計(jì)：掌握?qǐng)D像處理中行緩存（Line Buffer）與窗口緩存（Window Buffer）的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。學(xué)習(xí)3×3、5×5卷積窗口的生成機(jī)制與數(shù)據(jù)流控制。理解流水線設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)流式處理。掌握?qǐng)D像色彩空間轉(zhuǎn)換（RGB2YUV、YUV2RGB、RAW2RGB）的硬件實(shí)現(xiàn)。
（7）圖像點(diǎn)操作與灰度變換：掌握?qǐng)D像灰度化處理（RGB2GRAY）的FPGA實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)圖像二值化處理與閾值比較器的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)亮度/對(duì)比度調(diào)整、伽馬校正等灰度變換算法。掌握查找表（LUT）技術(shù)在非線性變換中的應(yīng)用。
（8）圖像濾波算法FPGA實(shí)現(xiàn)：掌握空間濾波的硬件實(shí)現(xiàn)原理。實(shí)現(xiàn)均值濾波算法，理解卷積核的并行計(jì)算結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)中值濾波算法的FPGA實(shí)現(xiàn)（排序網(wǎng)絡(luò)、流水線優(yōu)化）。實(shí)現(xiàn)高斯濾波算法，理解權(quán)重分配與歸一化處理。掌握雙邊濾波等保邊濾波器的實(shí)現(xiàn)思路。
（9）邊緣檢測(cè)與特征提取：掌握Sobel算子的FPGA實(shí)現(xiàn)（梯度計(jì)算、幅值與方向計(jì)算）。學(xué)習(xí)Canny邊緣檢測(cè)的完整流程：高斯平滑、梯度計(jì)算、非極大值抑制、雙閾值檢測(cè)的硬件實(shí)現(xiàn)。了解Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法的FPGA加速方法。
（10）直方圖統(tǒng)計(jì)與均衡化：掌握?qǐng)D像直方圖統(tǒng)計(jì)的FPGA實(shí)現(xiàn)方法（雙端口BRAM、并行累加）。學(xué)習(xí)直方圖均衡化算法的完整流程：直方圖統(tǒng)計(jì)、累積分布計(jì)算、映射表生成、灰度重映射的硬件實(shí)現(xiàn)。了解自適應(yīng)直方圖均衡化（CLAHE）的實(shí)現(xiàn)思路。
（11）圖像縮放與幾何變換：掌握?qǐng)D像縮放算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)最近鄰插值、雙線性插值、雙三次插值的硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)。了解圖像旋轉(zhuǎn)、仿射變換的坐標(biāo)變換計(jì)算與像素插值方法。實(shí)現(xiàn)圖像感興趣區(qū)域（ROI）提取與裁剪。
（12）視頻編解碼基礎(chǔ)與綜合項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：了解H.264/H.265視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)的基本框架及其在FPGA上的加速方法。了解JPEG圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的FPGA實(shí)現(xiàn)（DCT變換、量化、熵編碼）。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，完成一個(gè)完整的FPGA圖像視頻處理項(xiàng)目（如實(shí)時(shí)視頻邊緣檢測(cè)系統(tǒng)、攝像頭圖像采集與VGA顯示、工業(yè)產(chǎn)品缺陷檢測(cè)平臺(tái)）。涵蓋圖像采集、預(yù)處理、算法加速、顯示輸出的全流程，形成規(guī)范的FPGA項(xiàng)目報(bào)告。
