[发明专利]基于FPGA的印刷体数字字符自动识别装置

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的印刷体数字字符自动识别装置，包括图像传感器OV5640、FPGA单元、LCD显示器、同步动态随机存储器SDRAM芯片、数码管；图像传感器采集到的数据通过送给FPGA单元，FPGA单元完成对印刷体数字字符图像的数据采集、送入同步动态随机存储器SDRAM，将同步动态随机存储器SDRAM封装成FIFO，用作视频图像数据的缓存，然后再送入FPGA单元进行灰度转换，二值化处理，投影分割，数字识别处理；LCD显示器显示处理后的二值化图像和图像的边界。本发明结构简单、成像速度快、数据处理效率高，可以很好地降低成本投入，大幅优化了印刷体数字字符识别系统的性能。

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体是一种基于FPGA的印刷体数字字符自动识别装置。

背景技术

数字识别(Digital Recognition)是图像识别下的一个分支领域，目前已经发展成为一门独立的研究学科。数字识别技术涉及模式识别、人工智能、组合数学、计算机等学科，是一门综合性的学科。依据识别对象不同分类，数字识别可以分为印刷体数字识别和手写体数字识别；而手写体数字识别又进一步可以分为联机手写体数字识别和脱机手写体数字识别。数字作为信息的重要组成部分，其识别效果的好坏很大程度上决定了信息的录入速度。数字作为全世界通用的符号，只由0至9是个数字组成，需要识别的种类较少，故识别难度较小，通过对数字识别的研究有利于验证一些新的识别算法及理论。随着我国信息技术的崛起，数字识别技术有了长足快速的发展和应用，如今数字识别理论己经相对较为成熟，识别正确率己经达到很高水平。

在现有的数字识别系统中，实现识别的方法大致有以下几种：1.在个人计算机上通过软件实现，此法一般用于算法的验证与仿真，其缺点是灵活性与实时性较差；2.通过通用的单片机实现，此法一般用于比较简单的数字处理，其缺点是单片机的运算速度比较慢；3.通过通用的数字信号处理器(DSP)实现，此法使用较广，被大多数开发人员所采用，其缺点是外围电路设计复杂，开发调试难度大，开发周期较长，开发完成后的系统扩展性和升级性较差；4.通过专用的数字信号处理器(DSP)实现，此法主要应用于信号处理速度要求极高的场合，其缺点是灵活性差，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的印刷体数字字符自动识别装置，通过FPGA完成对图像的采集和处理，图像中数字信息的印刷体识别以及数字的显示等功能，充分利用FPGA并行性与模块化的设计思想，提升算法的实现效率，缩短开发周期。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FPGA的印刷体数字字符自动识别装置，包括图像传感器、FPGA单元、LCD显示器、同步动态随机存储器SDRAM芯片和数码管；

所述图像传感器实时采集视频图像数据，并将视频图像数据通过I2C协议传入FPGA单元；

所述同步动态随机存储器SDRAM芯片用于接收FPGA单元传入的视频图像数据，用作视频图像数据的缓存，并将视频图像数据再次传入FPGA单元进行后续的视频图像处理与实时显示；

所述LCD显示器实时显示FPGA单元处理后的视频图像；

所述数码管实时显示FPGA单元识别的数字字符；

所述FPGA单元完成视频图像数据的处理及输出，所述FPGA单元包括：

PLL时钟模块，通过调用锁相环IP核实现，为FPGA单元各个模块提供驱动时钟；

I2C驱动模块，负责驱动图像传感器OV5640 SCCB接口总线，用户可根据该模块提供的用户接口对OV5640的寄存器进行配置；

I2C配置模块，该模块用于寄存需要配置的寄存器地址、数据以及控制初始化的开始与结束；

摄像头图像采集模块，将视频图像数据传入SDRAM_TOP读写控制模块，完成对图像传感器图像的采集；