[发明专利]基于FPGA平台实现定位图像点阵提取系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA平台实现定位图像点阵提取系统，它的点阵生成模块用于按设定像素步长生成特征点，并将特征点与透视变换参数做透视变换，得到相机拍摄图需要的对应的多个粗提取点；数据流生成模块用于形成灰度像元数据流和点阵像元数据流；灰度图点阵生成模块用于将灰度像元数据流和点阵像元数据流在对应的指定矩形像素区域内进行像素统计，并根据像素统计的结果进行质点坐标计算，得到每个指定矩形像素区域图像数据对应的质点坐标，并将每个质点坐标与对应的粗提取点进行坐标补偿运算，得到所需提取的精确灰度图点阵。本发明在满足点阵提取精度的前提下，能够满足点阵提取实时性的要求。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，具体涉及一种基于FPGA(Field－ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)平台实现定位图像点阵提取系统及方法。

背景技术

工业检测领域中，处理数据源输入的数据多为工业相机拍摄图像数据。目前，市场上的工业相机拍摄的图像或多或少存在一些变形，这个与工业相机成像原理以及实际应用场景有关。工业检测领域需要对图像某些特征点进行处理，或者需要对图像中某些区域进行精确定位处理，但实际获取的图像已经变形，特征点的形态和位置都发生了不同程度的偏移和变化，在此情况下，就需要对原始获取的相机图像进行处理，进行校正。要对相机进行校正，首先需要对相机的特征点进行标定，目前的标定算法多采用张正友标定法，或者基于张氏标定法的变形或者精简，其中，张正友标定法精度比较高，但是需要采集几十到几百张图片，并且这些图像需要呈现不同的姿态，这个在工业应用上面非常繁琐，很难直接应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA平台实现定位图像点阵提取系统及方法。本发明基于FPGA平台实现灰度图点阵提取，在满足点阵提取精度的前提下，能够满足点阵提取实时性的要求。

为解决上述技术问题，本发明所设计的一种基于FPGA平台实现定位图像点阵提取系统，其特征在于：它包括点阵生成模块、数据流生成模块、灰度图点阵生成模块，所述点阵生成模块用于按设定像素步长生成特征点，并将特征点与透视变换参数做透视变换，得到相机拍摄图需要的对应的多个粗提取点；

数据流生成模块用于以每个粗提取点为中心从相机拍摄的灰度图和点阵图中提取指定矩形像素区域的像元数据，形成灰度像元数据流和点阵像元数据流；

灰度图点阵生成模块用于将灰度像元数据流和点阵像元数据流在对应的指定矩形像素区域内进行像素统计，并根据像素统计的结果进行质点坐标计算，得到每个指定矩形像素区域图像数据对应的质点坐标；

灰度图点阵生成模块还用于将每个质点坐标与对应的粗提取点进行坐标补偿运算，得到所需提取的精确灰度图点阵。

所述数据流生成模块将指定矩形像素区域的像元数据缓冲到数据流生成模块的缓冲器中，然后从缓冲器中按照猝发模式读取数据，从而形成灰度像元数据流和点阵像元数据流(流水线处理方式),灰度像元数据流中的各个灰度像元数据和点阵像元数据流中的各个点阵像元数据均是并行传输。

一种基于FPGA平台实现定位图像点阵提取方法，它包括如下步骤：

步骤1：点阵生成模块按设定像素步长生成特征点，并将特征点与透视变换参数做透视变换，得到相机拍摄图需要的对应的多个粗提取点；

步骤2：数据流生成模块以每个粗提取点为中心从相机拍摄的灰度图和点阵图中提取指定矩形像素区域的像元数据，形成灰度像元数据流和点阵像元数据流；

步骤3灰度图点阵生成模块将灰度像元数据流和点阵像元数据流在对应的指定矩形像素区域内进行像素统计，并根据像素统计的结果进行质点坐标计算，得到每个指定矩形像素区域图像数据对应的质点坐标；

步骤4：灰度图点阵生成模块将每个质点坐标与对应的粗提取点进行坐标补偿运算，得到所需提取的精确灰度图点阵。