[發明專利]基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置

有效

• 申請號: 202011630072.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112801080B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 孫銘;王大鵬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06V10/22
• 分類號: G06V10/22;G06V10/94;G06F3/147
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1. 一種基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，其特征在于：包括圖像傳感器、FPGA單元、LCD顯示器、同步動態隨機存儲器 SDRAM芯片和數碼管；

所述圖像傳感器實時采集視頻圖像數據，并將視頻圖像數據通過I2C協議傳入FPGA單元；

所述同步動態隨機存儲器 SDRAM芯片用于接收FPGA單元傳入的視頻圖像數據，用作視頻圖像數據的緩存，并將視頻圖像數據再次傳入FPGA單元進行后續的視頻圖像處理與實時顯示；

所述LCD顯示器實時顯示FPGA單元處理后的視頻圖像；

所述數碼管實時顯示FPGA單元識別的數字字符；

所述FPGA單元完成視頻圖像數據的處理及輸出，所述FPGA單元包括：

PLL時鐘模塊，通過調用鎖相環IP核實現，為FPGA單元各個模塊提供驅動時鐘；

I2C驅動模塊，負責驅動圖像傳感器OV5640 SCCB接口總線，用戶根據該模塊提供的用戶接口對OV5640的寄存器進行配置；

I2C配置模塊，該模塊用于寄存需要配置的寄存器地址、數據以及控制初始化的開始與結束；

攝像頭圖像采集模塊，將視頻圖像數據傳入SDRAM_TOP讀寫控制模塊，完成對圖像傳感器圖像的采集；

SDRAM_TOP讀寫控制模塊，負責驅動SDRAM片外存儲器，緩存圖像傳感器輸出的圖像數據；

視頻圖像處理VIP模塊，用于視頻圖像數據的處理，傳入LCD顯示器實時顯示，并將視頻圖像處理VIP模塊得到的數字字符數據傳入數碼管驅動模塊；

LCD驅動模塊，用于驅動LCD顯示屏；

數碼管驅動模塊，用于驅動數碼管實時顯示得到的數字字符。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，其特征在于，所述SDRAM_TOP讀寫控制模塊包括：

FIFO控制模塊：包含寫FIFO模塊和讀FIFO模塊，作為SDRAM控制器模塊與用戶的交互接口，該模塊在寫FIFO中的數據量到達用戶指定的突發長度后將數據自動寫入SDRAM；并在讀FIFO中的數據量小于突發長度時將SDRAM中的數據讀出；

SDRAM控制器模塊：負責完成外部SDRAM存儲芯片的初始化、讀寫及刷新操作。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，其特征在于，所述視頻圖像處理VIP模塊包括：

rgb_YCbCr模塊，該模塊以LCD驅動模塊傳入的16位RGB565紅、綠、藍三原色數據作為輸入數據，通過算法實現RGB到YCbCr的轉換，并輸出三路8位數據；

binarization模塊，該模塊主要是根據設定閾值，完成圖像數據的二值化，將圖像化分為黑白兩種顏色；

projection模塊，projection是投影分割模塊，實現對二值化后的圖像的水平垂直投影，從而實現對圖像的分割；

digital recognition模塊，digital recognition是特征匹配識別模塊，根據投影分割模塊對分割后的單個數字進行特征匹配識別。