[發明專利]一種APS太陽敏感器的快速圖像處理方法

有效

• 申請號: 200910237337.3
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN101709974A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 張建福;莫亞男;余成武;崔堅
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02;G06T1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種APS太陽敏感器的圖像處理方法，其特征在于：該方法通過FPGA實現，具體步驟如下：

(1)在FPGA內部建立一個移位寄存器ShiftR1023用于記錄當前像元右上像元的標記值；建立一個移位寄存器ShiftR1024用于記錄當前像元上面像元的標記值；建立兩個寄存器組PING_EQR和PANG_EQR用于存儲連通區域標記的等效表；建立兩個內部雙口RAM?PING_XA和PANG_XA用于存儲質心法中X坐標因子XA；建立兩個內部雙口RAM?PING_YA和PANG_YA用于存儲質心法中的Y坐標因子YA；建立兩個內部雙口RAM?PING_GA和PANG_GA用于存儲質心法中的灰度累積GA；

(2)在FPGA內部建立三個進程，其中一個進程為圖像標記進程P1，一個進程為圖像質心算法進程P2，第三個進程P3完成合并等效標記區域，求解能量中心坐標值；

(3)根據APS太陽敏感器中的圖像傳感器的工作時序，得到數字圖像；

(4)對上述數字圖像進行采集，對采集到的當前幀中的每個像元的灰度值Pixel(i，j)與去背景閾值DN作比較，對當前像元進行二值化處理，對二值化后的像元在圖像標記進程P1中利用8相鄰連通區域識別方法對二值化為‘1’的像元進行標記，獲得當前像元的標記值；將該標記值作為移位寄存器ShiftR1023、ShiftR1024的輸入，并將8相鄰連通區域識別方法產生的等效標記值采用寄存器組PING_EQR的等效表進行記錄；

(5)在圖像質心算法進程P2中對于大于DN的灰度值去背景，得到去背景后的灰度值A(i，j)，利用P1進程中得到的標記值作為地址，首先讀取該地址在PING_XA、PING_YA和PING_GA中的X坐標因子XA、Y坐標因子YA和灰度累積GA，分別記為XA’、YA’和GA’，然后與當前像元的A(i，j)、i和j得到：GA＝GA’+A(i，j)，XA＝XA’+A(i，j)×i，YA＝YA’+A(i，j)×j，再以標記值作為地址將GA、XA和YA寫入PING_GA、PING_XA和PING_YA；?

(6)按照步驟(4)、(5)對當前幀圖像中的所有像元進行處理，直至該幀圖像處理結束，確定最大標記值MAXLabel；

(7)采集下一幀數字圖像，并按照步驟(4)、(5)對該幀圖像中所有像元進行處理，處理后的結果按照乒乓存儲方式寫入PANG_XA、PANG_YA和PANG_GA；采集的同時啟動進程P3；

(8)進程P3從PING_EQR中依次讀取等效表中所有地址EQR_ADDR中的數據EQR_DATA，當EQR_DATA不等于0時，將EQR_ADDR賦值給GA_ADDR、XA_ADDR和YA_ADDR，讀取對應地址中PING_GA、PING_XA和PING_YA的數據GA_DATA、XA_DATA和YA_DATA，同時將EQR_DATA為地址賦值給GA_ADDR、XA_ADDR和YA_ADDR，讀取PING_GA、PING_XA和PING_YA的數據GA_DATA、XA_DATA和YA_DAYA，將上述兩組GA_DAYA、XA_DAYA和YA_DAYA數據對應項相加，再以EQR_ADDR為地址存入PING_XA、PING_YA和PING_GA中，直至EQR_ADDR等于MAXLabeI，完成等效連通區域內的X坐標因子XA、Y坐標因子YA和灰度累積GA的合并，利用質心算法確定當前幀圖像所有連通區域的能量中心坐標值。

2.根據權利要求1所述的一種APS太陽敏感器的圖像處理方法，其特征在于：所述的移位寄存器ShiftR1024和移位寄存器ShiftR1023按照像元輸出時鐘進行移位；所述的像元輸出時鐘為P1進程的工作時鐘。

3.根據權利要求1所述的一種APS太陽敏感器的圖像處理方法，其特征在于：所述的圖像質心算法進程P2的工作時鐘頻率至少為圖像標記進程P1的四倍，圖像標記進程P1的工作時鐘為像元輸出時鐘。?