[发明专利]一种基于FPGA的棉株边缘检测方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的棉株边缘检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，输入棉株图像，FPGA并行运算平台首先完成对摄像头的初始化和寄存器配置，配置完成之后读取实时的图像数据存入SDRAM存储器中；

步骤2，在FPGA芯片内部并行实现图像滤波、图像灰度化、图像二值化处理算法；

步骤3，在边缘检测算法模块中，采用自适应阈值算法和边缘检测算法对灰度图像进行处理，然后输出边缘图像；

步骤4，SDRAM芯片访问提取的边缘图像，最后通过VGA显示器显示边缘图像。

2.如权利要求1所述的一种基于FPGA的棉株边缘检测方法，其特征在于，在步骤1中：通过I2C总线配置CMOS-OV5640相机的寄存器，并将OV5640部署到RGB565图像输出模式，以输出24位分辨率的彩色图像。

3.如权利要求1所述的一种基于FPGA的棉株边缘检测方法，其特征在于，在步骤2中，具体步骤如下：

步骤2.1：基于FPGA的中值滤波算法主要由掩模取值模块和中值排序模块两个模块实现；经过前期的处理后进入中值滤波模块，通过3×3掩模模块取值对应区域中的所有像元数据，并对得到的9个数据通过中值排序模块重新排序，找到中间值，替代原像元点的灰度值输出，从而完成该点的中值替换；依次替换整幅画面的所有像元点，完成整幅图像画面的中值滤波处理；

步骤2.2：图像数据格式转换模块转换图像数据格式，将RGB彩色图像转换为灰度图像，锁相环模块用于实现主时钟频率的分频；对一幅彩色图进行灰度化，就是根据图像各个通道的采样值进行加权平均，以RGB格式的彩图为例，通常灰度化处理公式为：

步骤2.3：图像二值化处理就是将灰度图转换成黑白图，二值化的一般算法是：

t为阀值，阀值的确定方法为：

（1）建立图像灰度直方图；

（2）计算背景和目标的出现概率：

其中，t为阀值，A和B分别表示背景部分和目标部分；

（3）计算A和B两个区域的类间方差

第一步分别计算A和B区域的平均灰度值：

第二步计算灰度图像全局的灰度平均值：

最后计算A、B两个区域的类间方差：

；

（4）针对每一个灰度值，计算类间方差；选择方差最大的灰度值，作为阀值t。