[发明专利]一种基于FPGA的高分辨率图像多目标多特征实时提取方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的高分辨率图像多目标多特征实时提取方法，该方法包括：

对接收的高分辨率原始图像进行分割，得到多个像素，并对每个像素进行二值标注，将二值信息标注在每个像素的最高位上，得到多个带有二值信息的像素；

针对多个带有二值信息的像素，建立标号表；并根据建立的标号表，对目标做连通域标记和标号合并，并进行连通标记，形成目标区域，根据该目标区域，建立目标特征集，并提取目标特征集中的目标的基础特征属性；

在一次遍历接收的原始图像后，输出原始图像内所有的目标区域和对应的目标的基础特征属性。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的高分辨率图像多目标多特征实时提取方法，其特征在于，所述对接收的高分辨率原始图像进行分割，得到多个像素，并对每个像素进行二值标注，将二值信息标注在每个像素的最高位上，得到多个带有二值信息的像素；其具体过程包括：

接收输入的高分辨率原始图像，并按设定阈值将高于阈值的为目标点，低于阈值的为背景点，对接收的原始图像进行分割，得到多个像素；

对每个像素中的每个点的像素进行二值标注；将目标点的像素最高位设置为1，背景点的像素最高位设置为0；完成将二值信息标注在每个点的像素的最高位上，得到多个带有二值信息的像素，实现对输入的原始图像的二值化标注。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的高分辨率图像多目标多特征实时提取方法，其特征在于，所述针对多个带有二值信息的像素，建立标号表；其具体过程包括：

针对多个带有二值信息的像素，根据像素最高位的二值化信息，按光栅扫描方向对接收的原始图像做区域连通，采用8邻域连通准则，设定连通工作窗，该连通工作窗中的像素p为前景像素，并对其进行标号，记为f(p)；像素a、b、c和d均为背景像素，将每个背景像素进行对应的标号，记为f(a)、f(b)、f(c)和f(d)，将上述标号进行保存，并存储在预先创建的空的标号表中。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的高分辨率图像多目标多特征实时提取方法，其特征在于，所述根据建立的标号表，目标连通域标记和标号合并，进行连通标记，形成目标区域，根据该目标区域，建立目标特征集，并提取目标特征集中的目标的基础特征属性；其具体过程包括：

根据建立的标号表，假设像素p为前景像素，并对其进行标号，记为f(p)，作为待标记像素；像素a、b、c和d均为背景像素，将每个背景像素进行对应的标号，记为f(a)、f(b)、f(c)和f(d)；

根据连通工作窗内背景像素与前景像素的关系，对连通工作窗内的像素进行判断，分配临时标号；

其中，临时标号flag(p)的分配和判断过程具体如下：

第一种情况，邻域为背景像素，p为新的连通域起点，定义其标号为flag(i+1)；

第二种情况，领域内有1～4个已标记点，但标号相同，则当前像素标号继承邻域标号flag(i)；

第三种情况，邻域内两个点标号不同，根据8邻域连通准则，两个不同标号位置只有两种：a和c不同，以及d和c不同；

此时设flag(p)为两个不同标号中的小标号；在遍历过程中，仅在第三种情况下，使用建立的标号表flag(x)，该标号表缓存包含上一行与当前行共2行的标号信息；

当标号冲突时，将前景像素p确定为小标号，同时将上一行的大标号也同步更新为小标号；

当两片独立的连通区域相遇时，连接处的两个临时标号根据上述判断过程进行标号合并和分配，将两片区域连接成一片，得到完整的连通区域，并更新标号表；

经过一次遍历后，不同情况下区域连通后标号在完整的连通区域的底部被统一更新为同一标号；

将经过连通标记后形成的区域作为目标区域，该目标区域中，只有目标像素才有对应的标号。根据目标像素除去最高位的二值化信息的数值信息，计算及统计目标区域的各项特征信息，建立目标特征集I(f)＝{E(f),S(f),N(f),e(f)}；

其中，E(f)为目标的强度；S(f)为目标的大小；N(f)为目标的数量；e(f)为目标的代表点；

对每个目标标号建立一个对应的特征集，该特征集a高速缓存在外部存储器中；

将每个标号对应的目标特征集按标号顺序高速缓存在外部存储器中；对建立的目标特征集同步建立一一映射的标号映射表，使标号映射表与目标特征集一一对应；

当一个目标区域的底边的任意一点的8连通区域内没有前景像素时，则连通确认完成，输出该目标区域，同时读取对应的目标特征集，并提取该目标特征集中的实时目标的基础特征属性。