[实用新型]一种基于FPGA和Sobel算子的图像边缘检测装置有效

专利信息
申请号: 201521088757.7 申请日: 2015-12-22
公开(公告)号: CN205230140U 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 尹珠;黄友锐;尹羽 申请(专利权)人: 安徽理工大学
主分类号: G06T7/00 分类号: G06T7/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 232001 *** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 fpga sobel 算子 图像 边缘 检测 装置
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及图像处理设备技术领域,具体为一种基于FPGA和Sobel算 子的图像边沿检测装置。

背景技术

图像处理有时需要根据图像的亮度变化对图像进行边缘检测处理,边缘检测 是图像处理和计算机视觉中的基本问题,边缘检测的目的是标识数字图像中亮度 变化明显的点,边缘检测是图像处理和计算机视觉中,尤其是特征提取中的一个 研究领域。它是采用某种算法来提取图像中对象与背景的交界线。目前边缘检测 大都使用计算机来实现,成本高、价格昂贵,采用普通处理器的处理装置时在处 理速度和灵敏度方面又达不到要求,而且外电路的结构较为复杂,效果往往不理 想。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种基于FPGA和Sobel算子的图像边沿检测装置, 以解决目前计算机处理成本太高,普通处理器的处理装置时在处理速度和灵敏度 方面达不到要求,外电路的结构复杂,效果不理想的问题,本装置以FPGA为控 制核心,以OV7670CMOS摄像头为图像采集模块,以最高30帧/秒对图像进行 采集,采用Sobel算子作为核心算法,同时,可以通过TFT显示屏和VGA输出 两种方式对处理后的图像进行输出。

为达到上述目的,本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基 于FPGA和Sobel算子的图像边沿检测装置,包括:主控模块、图像采集模块、 SDRAM模块、TFT模块、VGA模块;主控模块包括FPGA芯片;图像采集模块采 用OV7670摄像头;SDRAM模块采用hynix生产的256M内存芯片H57V2562GTR; TFT模块采用7寸TFT液晶显示屏AT070TN83;VGA模块包括140M的DAC转换芯 片ADV7123-KST140。图像采集模块与FPGA主控模块是电气连接;TFT显示屏 与FPGA主控模块通过40PIN软排线进行电气连接;SDRAM模块与FPGA主控模 块是电气连接;VGA模块与FPGA主控模块是电气连接。

所述FPGA芯片负责接收OV7670摄像头接收到的图像信息,通过Sobel算子 边缘算法完成图像的边缘处理运算,计算和控制信号输出,通过QuartusII的sopc Builder建立系统的软核,将部分外设和处理器集成到FPGA芯片内部,从而简化 了外部电路,提高了系统的集成度和效率。

所述OV7670摄像头用于进行实时的图像信息采集,将图像信息处理成数字 信号后传输给FPGA芯片,OV7670为CMOS型摄像头,感光阵列为640*480,电 源核电压为1.8VDV±10%,IO电压为1.7-3.0V,工作时的功耗为 60mW/15fpsVGAYUV;休眠时小于20uA,稳定工作温度应为0℃-50℃,输出格 式为YUV/YCbCr4:2:2、RGB565/555/444、GRB4:2:2、RawRGBData,最大帧率 为30fps,信噪比为46dB。

所述H57V2562GTR芯片用来作为图像信息的大容量缓存器,工作电压 3V-3.6V,工作温度-55℃-125℃,接口位宽为并联16bit,最高速度为133MHz, 存储介质类别(4Mbitx4banksx16)I/O,存储密度为256M。

所述AT070TN83液晶显示屏负责显示经过Sobel算子边缘处理后的图像, AT070TN83是7寸的TFT型液晶显示屏,扫描频率为60Hz,分辨率为800x480,像 素密度133PPI,供电电压3.3V,输入电流250mA,信号接口脚数为40pins。

所述VGA模块负责与带有VGA输入接口的显示器和显示设备进行连接,将 经过Sobel算子边缘处理后的图像信息输出到设备上进行显示, ADV7123-KST140是一个三高速的数字-模拟转换器单芯片,具有三个独立的10 位宽度的输入端口。

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