[发明专利]一种基于FPGA的CANNY算法阈值获取方法及装置

说明书

本发明提供基于FPGA的CANNY算法阈值获取方法及装置，方法包括：计算待处理视频帧的梯度最大值和平均值；确定分割步长及分割总数，得到梯度区间；统计所有梯度区间的像素数；比较相邻梯度区间像素数相差幅度是否超过预设幅度，是则将相邻梯度区间中较小者的像素数标记为疑似阈值像素数；在疑似阈值像素数中获得跳变最大的像素数；根据所述跳变最大的像素数计算系统阈值；利用所述最终阈值进行边缘检测。本发明实现了CANNY算法阈值的快速获取。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的CANNY算法阈值获取方法及装置。

背景技术

在图像处理技术中，图像的边缘是指图像局部区域亮度变化显著的部分，该区域的灰度剖面一般可以看作是一个阶跃，既从一个灰度值在很小的缓冲区域内急剧变化到另一个灰度相差较大的灰度值。图像的边缘部分集中了图像的大部分信息，图像边缘的确定与提取对于整个图像场景的识别与理解是非常重要的，同时也是图像分割所依赖的重要特征，边缘检测主要是图像的灰度变化的度量、检测和定位。

Canny边缘检测算法是1986年有John F.Canny开发出来一种基于图像梯度计算的边缘检测算法，它是边缘检测的一种标准算法，其广泛应用于图像处理，图象分割、模式识别、机器视觉等中都有重要作用。随着社会的发展，特别是机器视觉的应用需要，图像处理得技术得到了快速的发展，CANNY算法得到了广泛的研究发展和应用。在CANNY算法中，图像梯度的阈值抑制是关键的一步，而在阈值抑制中，阈值的获取是重要的一步。

FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA已广泛应用于图像处理领域。但是在关键的阈值计算上，由于需要对整个图像数据进行处理，存储和运算量巨大，FPGA难以适应，因此，在现有技术中，CANNY算法阈值的获取都是由PC或AMR处理器运算取得，然后传递给FPGA。这种方法速度较慢，只能适应静态的图像，无法满足视频的处理要求。

因此，现有技术有待进一步改进。

发明内容

本发明提供一种基于FPGA的CANNY算法阈值获取方法及装置，旨在解决现有技术中的缺陷，实现阈值的快速获取。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明一方面提供一种基于FPGA的CANNY算法阈值获取方法，包括：

计算待处理视频帧的梯度最大值和平均值；

确定分割步长及分割总数，得到梯度区间；

统计所有梯度区间的像素数；

比较相邻梯度区间像素数相差幅度是否超过预设幅度，是则将相邻梯度区间中较小者的像素数标记为疑似阈值像素数；

在疑似阈值像素数中获得跳变最大的像素数；

根据所述跳变最大的像素数计算系统阈值；

利用所述最终阈值进行边缘检测。

具体地，所述相邻梯度区间像素数相差幅度＝(相邻梯度区间中梯度较大者的像素数-相邻梯度区间中梯度较小者的像素数)/相邻梯度区间中梯度较小者的像素数。

具体地，所述分割总数不少于5。

具体地，所述系统阈值等于跳变最大的像素数对应的梯度区间两个端点值的算术平均值。

本发明另一方面提供一种基于FPGA的CANNY算法阈值获取装置，包括梯度输入模块、梯度处理模块、像素处理模块、系统阈值计算模块；