[发明专利]基于FPGA的多目标透镜定位方法及系统

说明书

本发明公开一种基于FPGA的多目标透镜定位方法，包括：获取多目标透镜的图像，使每个目标透镜成的像形成一个完整的环形区域；对获取的图像进行预处理，得到二值化图像；采用连通域标记法对得到的二值化图像进行标记，得到标记后的图像；基于标记后的图像，提取每个目标透镜的内轮廓所包围的区域以及该区域的中心坐标。本发明还提供一种基于FPGA的多目标透镜定位系统。本发明通过平面光源产生平面光照射到透镜上，使目标透镜成的像形成一个完整的环形区域，然后通过摄像头获取目标透镜的图像并发送至FPGA，FPGA对获取的图像进行预处理、连通域标记后，提取出每个目标透镜的内轮廓所包围的区域以及该区域的中心坐标，最终识别出多个目标透镜的准确位置。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，具体为一种基于FPGA(Field－ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)的多目标透镜定位方法及系统。

背景技术

机器视觉是一门研究如何利用计算机来模拟人类的视觉功能进而识别图像中的有价值信息的学科，它主要由三个系统组成：照明系统，图像处理系统和机械控制系统。图像处理系统是机器视觉中非常重要的一个部分，它接收来自照明系统的图像，需要对图像分析出我们需要的有价值的信息，比如目标的坐标，种类等，最终将这些信息传输给机械控制系统。对比人工，机器视觉技术有着巨大的优势：

1人在长时间工作后会因为疲劳等原因在不同的工作时段有着不同的效率，机器不会疲倦，可以长时间保持同一效率。

2人在与产品接触的时候，即使有着防护措施，仍然不可避免的会污染或划伤到产品，这会给后续的步骤产生影响，而机器相对要“安全”的多。

3当今社会，人力成本非常高，并且需要持续的支付，而机器只需要初次投入，剩下的只需要维护费和电费，从长远考虑，机器的成本低于人力成本。

因此，在现有的图像处理系统中，需要借助机器视觉的优势，提高多目标识别的速度和效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于FPGA的多目标透镜定位方法及系统，通过平面光源产生平面光照射到透镜上，使目标透镜成的像形成一个完整的环形区域，然后通过摄像头获取目标透镜的图像并发送至FPGA，FPGA对获取的图像进行预处理、连通域标记后，提取出每个目标透镜的内轮廓所包围的区域以及该区域的中心坐标，最终识别出多个目标透镜的准确位置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于FPGA的多目标透镜定位方法，包括：

获取多目标透镜的图像，使每个目标透镜成的像形成一个完整的环形区域；

对获取的图像进行预处理，得到二值化图像；

采用连通域标记法对得到的二值化图像进行标记，得到标记后的图像；

基于标记后的图像，提取每个目标透镜的内轮廓所包围的区域以及该区域的中心坐标。

优选地，对获取的图像进行预处理，得到二值化图像的步骤进一步包括：对获取的图像进行灰度化、中值滤波、二值化和开运算后，得到多目标透镜的二值化图像。

优选地，采用连通域标记法对得到的二值化图像进行标记，得到标记后的图像的步骤进一步包括：基于逐行扫描进行连通域的标定，将每个单独的连通域区分开。

优选地，在进行全图标记时，目标像素点只与自身像素点上、下、左、右四个方向上的像素点存在邻接关系。

优选地，在进行全图标记时，待标记的二值化图像包括M行N列，其中，第一行、第M行、第一列和第N列所对应的像素点设置为同一标记值，对第2～M-1行和第2～N-1列，先判断当前像素点的值为0还是1，如果是1，那么将当前位置对应的标记值置为1。