[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

本發明公開了一種基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，包括圖像傳感器OV5640、FPGA單元、LCD顯示器、同步動態隨機存儲器SDRAM芯片、數碼管；圖像傳感器采集到的數據通過送給FPGA單元，FPGA單元完成對印刷體數字字符圖像的數據采集、送入同步動態隨機存儲器SDRAM，將同步動態隨機存儲器SDRAM封裝成FIFO，用作視頻圖像數據的緩存，然后再送入FPGA單元進行灰度轉換，二值化處理，投影分割，數字識別處理；LCD顯示器顯示處理后的二值化圖像和圖像的邊界。本發明結構簡單、成像速度快、數據處理效率高，可以很好地降低成本投入，大幅優化了印刷體數字字符識別系統的性能。

技術領域

本發明屬于圖像識別技術領域，具體是一種基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置。

背景技術

數字識別(Digital Recognition)是圖像識別下的一個分支領域，目前已經發展成為一門獨立的研究學科。數字識別技術涉及模式識別、人工智能、組合數學、計算機等學科，是一門綜合性的學科。依據識別對象不同分類，數字識別可以分為印刷體數字識別和手寫體數字識別；而手寫體數字識別又進一步可以分為聯機手寫體數字識別和脫機手寫體數字識別。數字作為信息的重要組成部分，其識別效果的好壞很大程度上決定了信息的錄入速度。數字作為全世界通用的符號，只由0至9是個數字組成，需要識別的種類較少，故識別難度較小，通過對數字識別的研究有利于驗證一些新的識別算法及理論。隨著我國信息技術的崛起，數字識別技術有了長足快速的發展和應用，如今數字識別理論己經相對較為成熟，識別正確率己經達到很高水平。

在現有的數字識別系統中，實現識別的方法大致有以下幾種：1.在個人計算機上通過軟件實現，此法一般用于算法的驗證與仿真，其缺點是靈活性與實時性較差；2.通過通用的單片機實現，此法一般用于比較簡單的數字處理，其缺點是單片機的運算速度比較慢；3.通過通用的數字信號處理器(DSP)實現，此法使用較廣，被大多數開發人員所采用，其缺點是外圍電路設計復雜，開發調試難度大，開發周期較長，開發完成后的系統擴展性和升級性較差；4.通過專用的數字信號處理器(DSP)實現，此法主要應用于信號處理速度要求極高的場合，其缺點是靈活性差，且成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，通過FPGA完成對圖像的采集和處理，圖像中數字信息的印刷體識別以及數字的顯示等功能，充分利用FPGA并行性與模塊化的設計思想，提升算法的實現效率，縮短開發周期。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于FPGA的印刷體數字字符自動識別裝置，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，用戶可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；