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由于鱼眼镜头的视角可达 180°左右，因此其被广泛应用于医学成像、智能交通、视频群组会议和安防监控等领域中。在近年来兴起的高级驾驶辅助系统、虚拟现实与增强现实等领域中，鱼眼镜头也有着广泛的应用前景。相比于普通镜头，鱼眼镜头在带来更大视角的同时，也导致了严重的图像畸变。对于鱼眼图像畸变矫正算法，国内外的很多科研人员都做过相关的理论研究。然而，大部分的算法复杂度高，计算量很大，只能在高性能的PC上实现，难以满足嵌入式系统的要求。FPGA同时具备硬件固有的并行性与软件的灵活性，相对于传统的串行结构计算机具有很好的并行性优势，相对于专用集成电路又有着开发周期短和灵活性好的优势。因此，研究鱼眼图像畸变矫正算法在FPGA平台上实现有着重要的意义和较高的可行性。
本文在充分研究了已有的各种鱼眼图像畸变矫正算法后，对其进行简要地分类。根据算法的特性和复杂度，分析其在FPGA等硬件平台上实现的可能性，并着重地研究了经度映射算法、经纬度映射算法、球面投影算法等几种相对适合在FPGA平台上实现的算法。并详细地研究了FPGA实现定点小数乘法、除法、三角函数运算等数值计算的原理；以及双线性插值、九点插值与双立方插值等图像像素插值算法的原理。通过黑白格对比法，借助MATLAB工具，从算法效果和资源消耗等多方面，确定了相对适合在FPGA平台上实现的畸变矫正算法和像素插值算法。随后，从HDL实现与FPGA资源利用的角度，对原算法进行适当的优化。
本文以 Lattice 的嵌入式视觉开发套件为平台，完成了鱼眼图像畸变矫正系统的设计。在CrossLink器件上，完成了MIPI CSI-2图像采集与协议解析等功能设计；在ECP5器件上完成了视频格式转换等图像预处理功能、实时图像帧缓存控制器、鱼眼图像畸变矫正和图像像素插值等功能设计；并借助Sil1136器件完成了并行RGB视频格式到标准HDMI格式的转换，并将最终的图像显示在HDMI接口的显示器上。本文的研究是对在FPGA平台上实现鱼眼图像畸变矫正的一次很有意义的探索，对于相关行业的应用具有一定的参考价值。
本文在充分研究了已有的各种鱼眼图像畸变矫正算法后，对其进行简要地分类。根据算法的特性和复杂度，分析其在FPGA等硬件平台上实现的可能性，并着重地研究了经度映射算法、经纬度映射算法、球面投影算法等几种相对适合在FPGA平台上实现的算法。并详细地研究了FPGA实现定点小数乘法、除法、三角函数运算等数值计算的原理；以及双线性插值、九点插值与双立方插值等图像像素插值算法的原理。通过黑白格对比法，借助MATLAB工具，从算法效果和资源消耗等多方面，确定了相对适合在FPGA平台上实现的畸变矫正算法和像素插值算法。随后，从HDL实现与FPGA资源利用的角度，对原算法进行适当的优化。
本文以 Lattice 的嵌入式视觉开发套件为平台，完成了鱼眼图像畸变矫正系统的设计。在CrossLink器件上，完成了MIPI CSI-2图像采集与协议解析等功能设计；在ECP5器件上完成了视频格式转换等图像预处理功能、实时图像帧缓存控制器、鱼眼图像畸变矫正和图像像素插值等功能设计；并借助Sil1136器件完成了并行RGB视频格式到标准HDMI格式的转换，并将最终的图像显示在HDMI接口的显示器上。本文的研究是对在FPGA平台上实现鱼眼图像畸变矫正的一次很有意义的探索，对于相关行业的应用具有一定的参考价值。