基于FPGA图像边缘检测算法的实现

发布时间：2024-10-05 07:30

　　边缘检测在数字图像处理中处于关键的一环,在机器视觉、图像诊断、工业监控等领域中广泛应用。因此,边缘检测的研究成为图像处理领域中的重要课题。边缘检测在理论上产生了很多经典的算法,随着现代科技的发展,边缘检测在抗噪声性能和图像处理效果等方面有了很大的突破。为了解决图像传输的实时性、速度快等特点,提出了在FPGA平台上实现图像的边缘检测。首先介绍了边缘检测的研究背景与意义以及国内外的发展现状,通过比较边缘检测常用的方法,本设计采用Canny算子作为图像的边缘检测算法。从平滑滤波,梯度计算,非极大值抑制、自适应阈值检测和边缘连接提出了相应的算法实现。针对Canny算法中的关键技术,使用二阶导数的梯度直方图实现阈值的自适应,在MATLAB进行了仿真验证;使用CORDIC算法计算梯度,化繁为简,极大的简化了FPGA的运算;在边缘连接中,连接器针对边缘完整性进行了优化。根据FPGA自身的特点,选用合适的逻辑,介绍了各个模块在FPGA中的设计实现方案,并进行测试验证,证明在FPGA的硬件平台上的可行性。采用流水线以及并行算法的设计对电路进行了优化。将图像原始数据以MIF文件的方式,对测试的得到的图像边缘...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图７实验用红外图像Ｆｉｇ．７ＴｈｅｏｒｉｇｉｎＩＲｉｍａｇｅｕｓｅｄｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

１１期王巍，等：基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测算法的ＦＰＧＡ实现对２４０×３６０的红外图像（如图７所示）进行边缘检测处理，得到了如图８所示的仿真结果．从仿真结果来看，本文所设计的基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测系统取得了较好的效果．表３详细显示了综合后所占用的资源．由此看出，本文采用的....

图８ＦＰＧＡ硬件仿真对红外图像的处理结果Ｆｉｇ．８ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｉｍａｇｅｆｒｏｍｔｈｅＦＰＧＡｈａｒｄｗａｒｅ

１１期王巍，等：基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测算法的ＦＰＧＡ实现对２４０×３６０的红外图像（如图７所示）进行边缘检测处理，得到了如图８所示的仿真结果．从仿真结果来看，本文所设计的基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测系统取得了较好的效果．表３详细显示了综合后所占用的资源．由此看出，本文采用的....

图９ｍａｔｌａｂ对红外图像的处理结果Ｆｉｇ．９Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｍａｇｅｆｒｏｍｔｈｅｍａｔｌａｂｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

１１期王巍，等：基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测算法的ＦＰＧＡ实现对２４０×３６０的红外图像（如图７所示）进行边缘检测处理，得到了如图８所示的仿真结果．从仿真结果来看，本文所设计的基于ＣＮＮ的红外图像边缘检测系统取得了较好的效果．表３详细显示了综合后所占用的资源．由此看出，本文采用的....

图5边缘定位误差标准差与信噪比的关系图

图5边缘定位误差标准差与信噪比的关系图本文实验中SNＲ取值为20dB、30dB、40dB、50dB、60dB和70dB六个不同级别的噪声水平。在偏移量不变、信噪比不同情况下，每种算法在位移量为0．01pixel时，边缘定位误差的标准差与信噪比的关系绘制曲线如图5所示。4结论(1)....

本文编号：4007704