[發明專利]基于FPGA自適應形態學算子的二值圖像處理方法

有效

• 申請號: 201710974965.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107845102B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王俊平;李艷波;白瑞雪
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/155
• 分類號: G06T7/155
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于FPGA自適應形態學算子的二值圖像處理方法，其特征在于，在現場可編程門陣列FPGA上實現自適應形態學的膨脹運算、腐蝕運算、開運算和閉運算，具體步驟包括如下：

(1)輸入含有志行遠近四個字的一幅待處理二值圖像；

(2)提取像素值：

(2a)利用MATLAB軟件，提取含有志行遠近四個字的一幅二值圖像的所有像素點；

(2b)利用MATLAB軟件，獲取所有像素點的像素值；

(3)自適應選取結構元素：

(3a)從所有像素點中選取任一像素點作為中心像素點，得到中心像素點及其鄰域的四個點共五個像素點組成的像素點組；

(3b)將所有像素點分成含有五個像素點的像素點組，獲取所有像素點組中每個像素點的像素值；

(3c)根據每組像素點像素值中含有1的個數的下述五種情況，自適應的選取與每種情況對應一個結構元素；

A.一組像素點的像素值中只有中心像素點的像素值為1對應的結構元素為：

B.一組像素點的像素值中只有中心像素點及其鄰域的一個點的像素值為1對應的結構元素為：

C.一組像素點的像素值中只有中心像素點及其鄰域的二個點的像素值為1對應的結構元素為：

D.一組像素點的像素值中只有中心像素點及其鄰域的三個點的像素值為1對應的結構元素為：

E.一組像素點的像素值中只有中心像素點及其鄰域的四個點的像素值為1對應的結構元素為：

(4)膨脹運算：

利用硬件描述語言，將與每一組像素點對應的一個結構元素作為形態學算子中的結構元素，對該結構元素與像素點組內的所有像素點做卷積，實現對含有志行遠近四個字的一幅二值圖像的膨脹運算，得到基于現場可編程門陣列FPGA的膨脹運算后的像素點的像素值的仿真波形圖；

(5)閉運算：

利用硬件描述語言，將與每一組像素點對應的一個結構元素作為形態學算子中的結構元素，對該結構元素與膨脹后的像素點做卷積，實現對含志行遠近四個字的一幅二值圖像的閉運算，得到基于現場可編程門陣列FPGA的閉運算后的像素點的像素值的仿真波形圖；

(6)腐蝕運算：

利用硬件描述語言，將與每一組像素點對應的一個結構元素作為形態學算子中的結構元素，對該結構元素與像素點組內的所有像素點做卷積，實現對含有志行遠近四個字的一幅二值圖像的腐蝕運算，得到基于現場可編程門陣列FPGA的腐蝕運算后的像素點的像素值的仿真波形圖；

(7)開運算：

利用硬件描述語言，將每一組像素點對應的一個結構元素作為形態學算子中的結構元素，對該結構元素與腐蝕后的像素點做卷積，實現對含有志行遠近四個字的一幅二值圖像開運算，得到基于現場可編程門陣列FPGA的開運算后的像素點的像素值的仿真波形圖；

(8)轉換為二值圖像：

利用MATLAB軟件，將得到的膨脹運算后的像素點的像素值轉化為二值圖像、腐蝕運算后的像素點的像素值轉化為二值圖像、開運算后的像素點的像素值轉化為二值圖像、閉運算后的像素點的像素值轉化為二值圖像；

(9)輸出結果圖：

(9a)輸出基于現場可編程門陣列FPGA的膨脹運算仿真波形圖、基于現場可編程門陣列FPGA的腐蝕運算仿真波形圖、基于現場可編程門陣列FPGA的開運算仿真波形圖、基于現場可編程門陣列FPGA的閉運算仿真波形圖；

(9b)輸出膨脹運算后的二值圖像、腐蝕運算后的二值圖像、開運算后的二值圖像、閉運算后的二值圖像。