[发明专利]一种基于FPGA的图像处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的图像处理系统及方法，涉及图像检测领域，该系统包括光信号传感探测模块，其用于对待观察的信号进行扫描，并采集光信号；光电转化模块，其与所述光信号传感探测模块连接，用于将光信号转换为电信号，并对电信号进行去噪处理，得到净化电信号；电信号采集处理模块，其与所述光电转化模块连接，用于将净化电信号进行AD采样，得到数字信号，并对数字信号在FPGA进行算法处理。本发明可以快速去除实际测试信号中的环境干扰，快速准确提取所需要的信号。

技术领域

本发明涉及图像检测领域，具体涉及一种基于FPGA的图像处理系统及方法。

背景技术

图像处理是对采集到的图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为，图像处理的应用范围比较广泛，不仅在日常生活中对常规图片进行美化处理，还需要在测绘学、大气科学、天文学、日常监控中使用。

图像处理前采集的大多为光信号，目前对光信号进行处理主要进行去干扰、分析、变换和运算等处理，从而得到反映事件变化本质或处理者感兴趣的的信息的过程，但是，目前处理得到的信息准确度较低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于FPGA的图像处理系统及方法，能够得到准确的信息。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于FPGA的图像处理系统，包括：

光信号传感探测模块，其用于对待观察的信号进行扫描，并采集光信号；

光电转化模块，其与所述光信号传感探测模块连接，用于将光信号转换为电信号，并对电信号进行去噪处理，得到净化电信号；

电信号采集处理模块，其与所述光电转化模块连接，用于将净化电信号进行AD采样，得到数字信号，并对数字信号在FPGA中进行算法处理。

进一步的，所述处理系统还包括一显示模块，所述显示模块与电信号采集处理模块连接，其用于显示所述电信号采集处理模块处理后的信号。

进一步的，所述光信号传感探测模块包括光源、光信号干涉仪和光信号放大器，所述光源用于为待测试部分提供光信号，所述光信号干涉仪用于将经过测试部分的光信号按干涉条件分离为两个光信号，并将两个光信号输入光信号放大器，所述光信号放大器用于提高所述被分离的光信号的强度并输出：第一光信号、第二光信号。

进一步的，所述光电转化模块包括第一探测器、第二探测器和比较器，所述第一探测器用于接受所述第一光信号并将其转换为第一电信号，所述第二探测器用于接受所述第二光信号并将其转换为第二电信号；所述比较器用于通过将第一电信号和第二电信号进行比较，去除所述第一电信号和第二电信号中的直流分量，得到一去噪信号。

进一步的，所述电信号采集处理模块中FPGA中进行算法处理通过背景噪声去除单元、信号存储单元、小波分析去噪单元、色散补偿单元、对数量化单元和K-均值算法处理单元实现，所述背景噪声去除单元用于将所述光信号传感探测模块采集的背景信号和实际测试信号进行比较，去除实际测试信号中的背景信号，以得到去背景信号；所述信号存储单元用于存储所述背景信号并将背景信号发送至小波分析去噪单元进行去噪，再依次经过色散补偿、对数量化和K-均值算法处理，得到最终信号。

进一步的，所述K-均值算法处理单元处理步骤为：

A、初始化：输入基因表达矩阵作为对象集X，输入指定聚类类数N，并在X中随机选取N个对象作为初始聚类中心，设定迭代中止条件，进行迭代；

B、分配聚类：根据相似度准则将数据对象分配到最接近的聚类中心，从而形成一类，初始化隶属度矩阵；

C、更新聚类中心：以每一类的平均向量作为新的聚类中心，重新分配数据对象，转入步骤A至中止；

公式一：