[发明专利]基于FPGA自适应形态学算子的二值图像处理方法

权利要求书

1.一种基于FPGA自适应形态学算子的二值图像处理方法，其特征在于，在现场可编程门阵列FPGA上实现自适应形态学的膨胀运算、腐蚀运算、开运算和闭运算，具体步骤包括如下：

(1)输入含有志行远近四个字的一幅待处理二值图像；

(2)提取像素值：

(2a)利用MATLAB软件，提取含有志行远近四个字的一幅二值图像的所有像素点；

(2b)利用MATLAB软件，获取所有像素点的像素值；

(3)自适应选取结构元素：

(3a)从所有像素点中选取任一像素点作为中心像素点，得到中心像素点及其邻域的四个点共五个像素点组成的像素点组；

(3b)将所有像素点分成含有五个像素点的像素点组，获取所有像素点组中每个像素点的像素值；

(3c)根据每组像素点像素值中含有1的个数的下述五种情况，自适应的选取与每种情况对应一个结构元素；

A.一组像素点的像素值中只有中心像素点的像素值为1对应的结构元素为：

B.一组像素点的像素值中只有中心像素点及其邻域的一个点的像素值为1对应的结构元素为：

C.一组像素点的像素值中只有中心像素点及其邻域的二个点的像素值为1对应的结构元素为：

D.一组像素点的像素值中只有中心像素点及其邻域的三个点的像素值为1对应的结构元素为：

E.一组像素点的像素值中只有中心像素点及其邻域的四个点的像素值为1对应的结构元素为：

(4)膨胀运算：

利用硬件描述语言，将与每一组像素点对应的一个结构元素作为形态学算子中的结构元素，对该结构元素与像素点组内的所有像素点做卷积，实现对含有志行远近四个字的一幅二值图像的膨胀运算，得到基于现场可编程门阵列FPGA的膨胀运算后的像素点的像素值的仿真波形图；

(5)闭运算：

利用硬件描述语言，将与每一组像素点对应的一个结构元素作为形态学算子中的结构元素，对该结构元素与膨胀后的像素点做卷积，实现对含志行远近四个字的一幅二值图像的闭运算，得到基于现场可编程门阵列FPGA的闭运算后的像素点的像素值的仿真波形图；

(6)腐蚀运算：

利用硬件描述语言，将与每一组像素点对应的一个结构元素作为形态学算子中的结构元素，对该结构元素与像素点组内的所有像素点做卷积，实现对含有志行远近四个字的一幅二值图像的腐蚀运算，得到基于现场可编程门阵列FPGA的腐蚀运算后的像素点的像素值的仿真波形图；

(7)开运算：

利用硬件描述语言，将每一组像素点对应的一个结构元素作为形态学算子中的结构元素，对该结构元素与腐蚀后的像素点做卷积，实现对含有志行远近四个字的一幅二值图像开运算，得到基于现场可编程门阵列FPGA的开运算后的像素点的像素值的仿真波形图；

(8)转换为二值图像：

利用MATLAB软件，将得到的膨胀运算后的像素点的像素值转化为二值图像、腐蚀运算后的像素点的像素值转化为二值图像、开运算后的像素点的像素值转化为二值图像、闭运算后的像素点的像素值转化为二值图像；

(9)输出结果图：

(9a)输出基于现场可编程门阵列FPGA的膨胀运算仿真波形图、基于现场可编程门阵列FPGA的腐蚀运算仿真波形图、基于现场可编程门阵列FPGA的开运算仿真波形图、基于现场可编程门阵列FPGA的闭运算仿真波形图；

(9b)输出膨胀运算后的二值图像、腐蚀运算后的二值图像、开运算后的二值图像、闭运算后的二值图像。