资源描述：
《西电VHDL期末设计解析.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、VHDL数字系统设计与测试题目图像LSB嵌入和检测学院通信工程学院学号姓名一设计要求与功能、利用vhdl语言设计一个图像处理系统，可完成以下功能（1）嵌入功能：可将一幅256x256的彩色图像转为8位灰度图像，然后在该灰度图像的LSB比特面随机嵌入三个不同的二值序列；最后，将嵌入水印序列的灰度图像恢复为彩色图像。（2）检测功能：输入任意彩色图像，可从对应灰度图像的LSB平面检测上述三个序列（3）三个序列为序列1：01101序列2：10101序列3：11001（4）输入端口包括三个坐标值信号，分别作为三个序列嵌入的起始位置二设计思路
2、本设计采用自上而下的设计思路，根据设计要求将整体分解为8个子模块：文件读入模块，，LSB嵌入模块，随机数产生模块，序列检测模块，VGA®示模块，主控模块。文件读入读出模块可暂借MATLABt理，随机数产生模块，重点LSB嵌入模块：对相应的像素点进行模2运算得到最低位和相应序列进行比较。逐层描述并进行功能仿真（基于QuartusII综合仿真平台），最终实现硬件实现（硬件实现有待后续完成）。三原理图说明CLK图1总体设计方案端口Clk：时钟信号端口En：使能控制信号ROMK块：存储器，负责临时文件信息的存储嵌入LSB模块：负责取出LS
3、B矩阵，并嵌入随机序列，再还原为彩色矩阵存入ROM端口XY:随机嵌入的序列起始坐标文件读入模块：负责将指定的图片转为数字矩阵，由于技术原因本文暂用matlab中的imread函数代替该功能。检测模块：负责利用状态机查找灰度LSB平面矩阵中是否嵌入有序列,01101,10101,11001,对应abc输出端口为1（有）或者0（无）端口a,b,c：检测出序列01101-----a为高反之为0检测出序列10101-----b为高反之为0检测出序列11001-----C为高反之为0不同序列的状态图如下图201101状态机转换图图31010
4、10状态机转换图图4110010状态机转换图VGAM示模块：负责还原前后的图像显示VGA输出端口：r,g,b:outSTD_LOGIC;--颜色信号hs,vs:outSTD_LOGIC;--行同步、场同步信号随机数产生模块：产生随机数列作为检测模块的输出数据四子模块说明1)文件读入模块：利用Matlab工具imread函数将256*256彩色图片转为txt格式色值矩阵,存入rom中。2)LSB嵌入模块：entityInsertisport(clk:instd_logic;一时钟信号en:instd_logic;-使能信号，控制嵌入
5、进程的开始与结束X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3:inintegerrange1to256);―随机嵌入序列的三组起始位置(X1,y1),(X2,Y2),(X3,Y3)endentity;architecturebehaviorofInsertissignalIN_data,OUT_data:matrix;fileInfile:TEXTISIN"D:qianru.txt";--MATLAB转为灰度图像的矩阵的文本文件1fileOutfile:TEXTISOUT"D:shuchu.txt";--嵌入之后的灰度图像的矩阵的文本文
6、件2signalPin:std_logic:='0';signalPout:std_logic:='0';beginp1:process(clk)--将文件1读入variableline_in:LINE;variableint_v:integer:=0;beginif(clk'eventandclk='1')then--读入过程if(en='0')thenforiin0torow-1loopreadline(Infile,line_in);forjin0tocol-1loopread(line_in,int_v);IN_data(
7、i,j)<=int_v;endloop;endloop;Pin<='1'after10ns;endif;endif;endprocessp1;p2:PROCESS(Pin)--imagedataprocessing--嵌入过程variablei1:integer:=S1;variablej1:integer:=T1;variablei2:integer:=S2;variablej2:integer:=T2;variablei3:integer:=S3;variablej3:integer:=T3;--(S1,T1),(S2,T2)
8、,(S3,T3)分别为三个序列嵌入的起始坐标BEGINif(Pin'eventandPin='1')then--上升沿触发IN_data(i1-1,j1-1)<=IN_data(i1-1,j1-1)-(((IN_data(i1-1,j1-1))mo
