[發明專利]一種基于FPGA的CANNY算法閾值獲取方法及裝置

有效

• 申請號: 201710940936.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107730518B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 侯太炎;徐煥東;杜仙童
• 申請（專利權）人: 惠州華陽通用電子有限公司
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/13;G06T7/136;G06K9/46
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 鄧聰權

本發明提供基于FPGA的CANNY算法閾值獲取方法及裝置，方法包括：計算待處理視頻幀的梯度最大值和平均值；確定分割步長及分割總數，得到梯度區間；統計所有梯度區間的像素數；比較相鄰梯度區間像素數相差幅度是否超過預設幅度，是則將相鄰梯度區間中較小者的像素數標記為疑似閾值像素數；在疑似閾值像素數中獲得跳變最大的像素數；根據所述跳變最大的像素數計算系統閾值；利用所述最終閾值進行邊緣檢測。本發明實現了CANNY算法閾值的快速獲取。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于FPGA的CANNY算法閾值獲取方法及裝置。

背景技術

在圖像處理技術中，圖像的邊緣是指圖像局部區域亮度變化顯著的部分，該區域的灰度剖面一般可以看作是一個階躍，既從一個灰度值在很小的緩沖區域內急劇變化到另一個灰度相差較大的灰度值。圖像的邊緣部分集中了圖像的大部分信息，圖像邊緣的確定與提取對于整個圖像場景的識別與理解是非常重要的，同時也是圖像分割所依賴的重要特征，邊緣檢測主要是圖像的灰度變化的度量、檢測和定位。

Canny邊緣檢測算法是1986年有John F.Canny開發出來一種基于圖像梯度計算的邊緣檢測算法，它是邊緣檢測的一種標準算法，其廣泛應用于圖像處理，圖象分割、模式識別、機器視覺等中都有重要作用。隨著社會的發展，特別是機器視覺的應用需要，圖像處理得技術得到了快速的發展，CANNY算法得到了廣泛的研究發展和應用。在CANNY算法中，圖像梯度的閾值抑制是關鍵的一步，而在閾值抑制中，閾值的獲取是重要的一步。

FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。FPGA已廣泛應用于圖像處理領域。但是在關鍵的閾值計算上，由于需要對整個圖像數據進行處理，存儲和運算量巨大，FPGA難以適應，因此，在現有技術中，CANNY算法閾值的獲取都是由PC或AMR處理器運算取得，然后傳遞給FPGA。這種方法速度較慢，只能適應靜態的圖像，無法滿足視頻的處理要求。

因此，現有技術有待進一步改進。

發明內容

本發明提供一種基于FPGA的CANNY算法閾值獲取方法及裝置，旨在解決現有技術中的缺陷，實現閾值的快速獲取。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

本發明一方面提供一種基于FPGA的CANNY算法閾值獲取方法，包括：

計算待處理視頻幀的梯度最大值和平均值；

確定分割步長及分割總數，得到梯度區間；

統計所有梯度區間的像素數；

比較相鄰梯度區間像素數相差幅度是否超過預設幅度，是則將相鄰梯度區間中較小者的像素數標記為疑似閾值像素數；

在疑似閾值像素數中獲得跳變最大的像素數；

根據所述跳變最大的像素數計算系統閾值；

利用所述最終閾值進行邊緣檢測。

具體地，所述相鄰梯度區間像素數相差幅度＝(相鄰梯度區間中梯度較大者的像素數-相鄰梯度區間中梯度較小者的像素數)/相鄰梯度區間中梯度較小者的像素數。

具體地，所述分割總數不少于5。

具體地，所述系統閾值等于跳變最大的像素數對應的梯度區間兩個端點值的算術平均值。

本發明另一方面提供一種基于FPGA的CANNY算法閾值獲取裝置，包括梯度輸入模塊、梯度處理模塊、像素處理模塊、系統閾值計算模塊；