摘 要摘 要Hough变换是一种以表决原理为知识基础的的参数估计技术。它主要实现的功能是从图像空间到参数空间的映射。因为其具有很多明显优点和特质，所以被众多国内外学者和工程研究人员普遍研究和关注。本文从一个特殊的角度来完成Hough的设计仿真与实现，即综合利用Matlab/Simulink、DSP Builder、QuartusⅡ和FPGA这几款系统工程设计软件来完成Hough变换的仿真与实现。本文第二章主要是利用Matlab中的Simulink建立仿真文件，用Simulink模块画出Hough变换的模型结构图，得出仿真波形图。第三章则是通过安装在Simulink器件库中的DSP Builder模块库中的特有模块来完成基于Simulink的Hough变换的模型结构图，得出仿真波形，并利用DSP Builder模块将该模型结构图转化成VHDL文件。第四章使用QuartusⅡ软件来进行仿真验证，通过验证则可以下载到FPGA实现。关键词Hough变换；Matlab simulink；DSP builder; FPGA
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 Hough变换的研究现状与发展 2
1.3 Hough变换研究的局限性 3
1.4 应对Hough变换研究局限性问题的思路 3
1.5 本文的主要内容 3
1.6 本章小结 5
第2章 Hough变换在Matlab中的仿真与实现 6
2.1 Matlab概述 6
2.2 Simulink仿真概述 8
2.3 Hough变换的算法研究 9
2.3.1 Hough变换的原理 9
2.3.2 用极坐标建立参数空间 9
2.3.3 随机Hough变换 10
2.3.4 分类Hough变换 10
2.4 Hough变换Simulink中的仿真 11
2.4.1 新建Simulink文件 11
2.5 本章小结 23
第3章 Hough变换仿真基于DSP builder模块的实现 24
3.1 DSP builder概述
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
24
3.2 Hough变换的Simulink仿真结构图变换成DSP builder模块结构图 25
3.3 DSP builder结构图转换成VHDL语言 33
3.4 本章小结 35
第4章 Hough变换基于QuartusⅡ和FPGA的仿真与实现 36
4.1 Quartus Ⅱ概述 36
4.2 FPGA 概述 36
4.3 Hough在Quartus Ⅱ中的仿真验证 37
4.4 本章小结 40
结语 41
致 谢 42
参 考 文 献 43
第一章 绪论
研究背景
数字图像处理技术（Digital Image Processing）又被称为计算机图像处理技术，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程的技术。图像处理技术刚开始的发展，是人们以改善图像质量，人的视觉能更好的观看图像为目的的。图像处理技术，处理的是质量偏低，视觉效果偏差的图像，处理后的图像视觉效果好，质量高。人们进行图像处理的经常使用的处理方法包括图像画质增强、图像修损复原、图像编码、图像压缩压缩等等。首次实际成功应用是在航空航天方面。人们通过一系列的图像处理技术如图像的校正、灰度值的转换、和图像噪声的去除等等，处理了航天航空探测器从太空发回来的无数张月球、火星、太阳等等的图片，并以太阳和各个行星、卫星的各方面数据为基础，使用计算机成功地绘制出各个行星、卫星和太阳等的表面图，为太空观测事业立下了汗马功劳。并且还可以对航天探测器发回的更多张照片进行更为细致的图像处理，获得各个星球的地形图、彩色图及立体实景图，为人类更进一步的探索太空打下了坚固的基础，同时，太空事业的发展也反向推动了数字图像处理技术这门学术研究的更进一步发展。使数字图像处理技术在以后的航空航天技术，如对银河系、外太空的探测研究中，能够发挥更加巨大的作用。数字图像处理在医学研究上也有巨大的成果。在20世纪70年代，CT（Computer Tomograph）在英国被EMI公司工程师Housfield发明出来，主要用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影。CT的基本原理是利用图像处理技术中的图像重建技术，以人的头部内部截面的投影为基础，重建出人的头部内部图像。并且接下来CT技术有获得了更进一步的发展，即全身用CT装置，可以观测人体各个部位的图像。在1979年，EMI公司工程师Housfield凭借着这项无伤诊断观测技术获得了诺贝尔医学奖，它对人类的医学研究做出了划时代的贡献。并且同样的，数字图像处理技术在许多其他的应用领域也得到了很大的重视并研究取得了很多开拓性的技术发展，这些领域有航空航天、生物医学、工业检测、军事制导、机器人视觉、公安司法、文化艺术等等，因此，数字图像处理技术是一门用途广泛、前景远大的新型学科。
Hough变换是图像处理中比较常见的手段之一，主要利用不同坐标系下点与线的对偶特性来检测或分离图像中的几何形状，如直线，圆形等。Hough变换有着很广泛的应用，最基本的Hough变换是从黑白照片中检测直线。目前常用于实现Hough变换的有matlab和opencv。本文是基于matlab对Hough变换展开了研究。
Hough变换的研究现状与发展
Hough变换是在1962年被Paul Hough提出的，并且在美国发表了专利。Hough变换的实质是将图像上的点转换到极坐标上的一条曲线，所以它表示的的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。如今，国内外的学者和工程技术人员们因为发现了Hough变换具有许多优点和可贵性质，所以逐渐加大了对Hough变换研究的关注力度。例如，因为Hough变换是采用的是根据一部分的参数来确定计算整体的参数的方法，所以对有一小部分收到干扰或被遮挡住而引发不可确定的变化的情况，Hough变换对此有良好的解决办法，即有很好的检测性。这些年来，有许多的学者以及专家们对Hough变换展开了很多研究，包括它的理论性质，还深入研究了它的应用方法，有了很多成果

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