[发明专利]一种用于实时图像识别的串行滤波匹配方法及系统

摘要

本发明涉及串行滤波匹配技术领域，尤其涉及一种用于实时图像识别的串行滤波匹配方法及系统。本发明所提供的用于实时图像识别的串行滤波匹配方法及系统，其通过FPGA串行实现中值滤波和模板匹配，对采集的实时图像数据先进行中值滤波处理，降低图像噪声，再进行模板匹配运算，增强目标信息。该方案充分利用FGPA的内部逻辑单元和流水线方式，将DSP的工作分流给FPGA执行，把DSP从大量的滤波运算中解放出来，专门用于图像识别，克服单纯依靠DSP对图像数据进行模板匹配实时性差的问题，极大提高图像处理系统的处理速度。

主权项

一种用于实时图像识别的串行滤波匹配方法，其特征在于，所述匹配方法基于串行滤波匹配系统来实施，所述串行滤波匹配系统包括：中值滤波模块以及模板匹配模块；所述中值滤波模块包括图像数据接口控制模块、图像行缓存模块以及中值滤波运算模块；所述图像数据接口控制模块包括图像接口模块和控制模块；所述图像行缓存模块由多个双口RAM组成；所述中值滤波运算模块包括行数据读取模块以及滤波运算模块；所述模板匹配模块包括时序控制模块和模板匹配子模块；所述模板匹配子模块包括模板缓存、图像数据缓存、模板匹配结果缓存以及模板匹配运算模块；所述串行滤波匹配方法包括如下步骤：步骤S1：外部图像采集模块发送来的图像数据帧、行同步信号状态，以及图像数据计算器的状态；步骤S2：图像数据接口控制模块判断所述图像数据帧、行同步信号状态，以及图像数据计算器的状态，完成图像数据的接收；步骤S3：控制模块控制将一帧图像中的数据，按行先后顺序分别存入图像行缓存模块；在中值滤波运算过程采用3×3的二维模板的情况下，控制模块一次将相邻三行图像数据存入图像缓存模块，以供使用；在采用3×3二维模板的中值滤波运算过程中，其中三个相邻的双口RAM在当前读取周期内直接进行读取，剩余的RAM设为缓冲存储RAM，在下一读取周期，前一周期中直接读取的RAM中的后两个RAM与前一周期的缓冲存储RAM中相邻的下一RAM作为下一周期的直接读取的三个RAM，再剩余的RAM作为下一读取周期的缓冲存储，依次递推更换每一周期中直接读取的三个RAM；步骤S4：所述行数据读取模块当图像行缓存模块完成相邻三行图像数据的存储后，从图像行缓存模块中并行的读取相邻的三行图像数据，提供给滤波运算模块；步骤S5：所述滤波运算模块用于进行中值滤波运算，得到一行运算后的图像数据存于外围的数据缓存中；步骤S6：所述时序控制模块依据中值滤波后的图像数据的同步信号状态，在图像数据消隐期内，从模板存储器中读取匹配模板并保存在模板缓存中，在图像数据输入有效期内，由模板匹配子模块对图像数据进行缓存处理，然后对匹配模板、缓存图像数据进行模板匹配运算并将运算结果输出。