[发明专利]基于FPGA帧并行连通域筛选特征目标的图像处理方法

摘要

本发明公开基于FPGA帧并行连通域筛选特征目标的图像处理方法。本发明首次引入了连通域处理方法(连通域处理是将具有特征信息的连通物体于背景下将该特征目标提取出来的处理方法)。在对于稍复杂、干扰物较多的背景下，连通域处理可以将特征目标与背景的干扰物分开，从而筛选出正确的目标信息，为后续的识别提供较大的正确率。

主权项

1.基于FPGA帧并行连通域筛选特征目标的图像处理方法，基于以下系统，该系统包括FPGA芯片、图像传感器、SDRAM模块、图像处理模块、VGA模块；FPGA芯片的信号端与图像传感器信号端双向连接，FPGA芯片的信号输出端与SDRAM模块的信号输入端连接，SDRAM模块的信号输出端与图像处理模块的信号输入端连接，图像处理模块的信号输出端与VGA模块的信号输入端连接；其特征在于该方法包括以下步骤：/n步骤(1)、滤波去噪：/n图像处理模块接收图像传感器实时采集的原始图像，对其进行滤波去噪，去除图像传感器本身带来的噪声；并将处理后的图像分为两路同时转至步骤(2)、(3)；/n步骤(2)、边缘检测：/n对步骤(1)处理后的图像检测出目标的边缘信息并提取，然后对提取出的目标边缘进行形态学处理，最后跳转至步骤(6)；/n步骤(3)、颜色分割：/n对步骤(1)处理后的图像通过目标颜色的聚类特性，将目标与背景进行初步的分离；然后对初步分离后的图像进行形态学处理；/n步骤(4)、连通域处理：/n4.1构建一个2*3的结构算子，即2行3列的结构算子，设定结构算子中各像素点位置为(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,1)、(2,2)、(2,3)，其中(2,2)为讨论点，(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,1)均为判定点；/n4.2利用步骤4.1构建的结构算子在步骤(3)处理后图像上从左至右、从上至下依次扫描，每次扫描移动一个像素点；其中结构算子中的讨论点必须为目标点，若扫描过程中讨论点所在位置为非目标点时则再次移动一个像素点，直至讨论点所在位置为目标点；/n当结构算子进行扫描时，首先判断判定点是否为目标点：若四个判定点均判断为非目标点，认为讨论点是一个新连通域的起始点，则讨论点标记为一个新的标号；若判定点(1,3)和(2,1)均为目标点，但是标号不同，则讨论点标记为判定点(2,1)标号，同时将判定点(1,3)的标号修正为判定点(2,1)的标号；若判定点(1,3)和(1,1)均为目标点，但是标号不同，则讨论点标记为判定点(1,1)标号，同时将判定点(1,3)的标号修正为判定点(1,1)标号；若判定点有2、3或4个为相同标记的目标点，其余为非目标点，则讨论点标记为上述是目标点的判定点标号；若判定点只有1个是目标点，其余为非目标点，则讨论点标记为上述是目标点的判定点标号；当从左至右扫描结束时，发现未出现目标点，则表示当前连通域标记结束；/n4.3统计步骤(2)标记过程中每一个相同标记连通域的所有像素点数目(面积)、边缘像素点数目(周长)，以及所有像素点数目与边缘像素点数目的比(几何比)；/n步骤(5)、筛选/n由于特征目标连通域的所有像素点数目(面积)、边缘像素点数目(周长)，以及所有像素点数目与边缘像素点数目的比具有一定范围的数值区间，即可筛选出所需特征目标；/n步骤(6)、时间同步和信息同步，最终获取完整目标信息：/n将步骤(2)处理后目标边缘图像与步骤(5)筛选出目标图像进行时间同步和信息同步操作。/n