[发明专利]一种基于FPGA异构计算的桥梁检测方法

权利要求书

1.一种基于FPGA异构计算的桥梁检测方法，其特征在于，将基于腐蚀和膨胀运算的SAR图像桥梁目标检测算法编译为AOCX可执行文件；然后将待处理的高分辨SAR图像发送到FPGA板卡，并将编译的AOCX可执行文件在FPGA板卡上进行运行；得到高分辨SAR图像的处理结果，基于腐蚀和膨胀运算的SAR图像桥梁目标检测算法在FPGA板卡上的运行过程包括以下步骤：

S201、SAR图像预处理，包括图像增强和选择Lee滤波对SAR图像进行滤波处理；

S202、河流区域分割，使用单阈值法分割河流区域；

S203、进行桥梁检测获得表征桥梁位置的二值图像，桥梁检测具体包括以下步骤：

S2031、通过腐蚀和膨胀运算定位出桥梁和河流边界线的位置，具体为：

A1、首先对二值图像进行腐蚀运算如下：

I_D＝IΘB_D

其中，I是河流区域分割后的原始二值图像，B_D是腐蚀运算的结构元素，I_D是腐蚀运算结果；

A2、对腐蚀过的图像进行膨胀运算如下：

其中，B_E是膨胀运算的结构元素，I_DE是膨胀运算结果；

A3、将腐蚀和膨胀运算后的结果与原始二值图像进行异或运算如下：

I_M＝xor(I,I_DE)

其中,I_M为异或运算结果，获得以桥梁为主要区域，含有河流边界线的二值图像；

S2032、在获得的桥梁和边界线的二值图像中，去除干扰桥梁检测的边界线，边界线去除方法的具体步骤如下：

B1、将原始二值图像使用窗口尺寸为7的结构元素腐蚀如下：

I'_D＝IΘB'_D

其中，B'_D和I'_D分别是该次腐蚀的结构元素和结果；

B2、将结果与原始二值图像进行异或运算如下:

I_N＝xor(I′_D,I)

其中，I_N是异或运算的结果，获得宽度为3的边界线；

B3、将边界线图像与桥梁边界线图像异或如下:

I_R＝xor(I_M,I_N)

其中，I_R是最终的逻辑运算结果，能够将边界线去除；

S204、根据步骤S203确定的二值图像，设置矩形窗口对桥梁进行分割；

S205、在二值图像上，将像素点值为255的像素点所组成的区域作为检测到的桥梁目标。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA异构计算的桥梁检测方法，其特征在于，步骤A1中，将二值图像腐蚀编写为一个kernel函数的具体方法如下：

A11、设置图像腐蚀kernel函数的工作组大小，将待处理的目标数据划分为若干个工作组；

A12、对于SAR图像，在横向分配width个工作项，纵向分配height个工作项，各工作项并行运算处理整张图像的每个像素点，将腐蚀点的像素点值置为0；

A13、在内核执行时，各工作项检查全局ID，并访问相应的像素点，各工作项并行运行，相互之间没有for语句延迟。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA异构计算的桥梁检测方法，其特征在于，步骤A2中，将二维图像膨胀编写为一个kernel函数的具体方法如下：

A21、设置图像腐蚀kernel函数的工作组大小，将待处理的目标数据划分为若干个工作组；

A22、对于SAR图像，在横向分配width个工作项，纵向分配height个工作项，各工作项并行运算处理整张图像的每个像素点，将膨胀点的像素点值置为255；

A23、内核执行时，各工作项检查全局ID，并访问相应的像素点，各工作项并行运行，相互之间没有for语句延迟。