[发明专利]一种APS太阳敏感器的快速图像处理方法

权利要求书

1.一种APS太阳敏感器的图像处理方法，其特征在于：该方法通过FPGA实现，具体步骤如下：

(1)在FPGA内部建立一个移位寄存器ShiftR1023用于记录当前像元右上像元的标记值；建立一个移位寄存器ShiftR1024用于记录当前像元上面像元的标记值；建立两个寄存器组PING_EQR和PANG_EQR用于存储连通区域标记的等效表；建立两个内部双口RAM PING_XA和PANG_XA用于存储质心法中X坐标因子XA；建立两个内部双口RAM PING_YA和PANG_YA用于存储质心法中的Y坐标因子YA；建立两个内部双口RAM PING_GA和PANG_GA用于存储质心法中的灰度累积GA；

(2)在FPGA内部建立三个进程，其中一个进程为图像标记进程P1，一个进程为图像质心算法进程P2，第三个进程P3完成合并等效标记区域，求解能量中心坐标值；

(3)根据APS太阳敏感器中的图像传感器的工作时序，得到数字图像；

(4)对上述数字图像进行采集，对采集到的当前帧中的每个像元的灰度值Pixel(i，j)与去背景阈值DN作比较，对当前像元进行二值化处理，对二值化后的像元在图像标记进程P1中利用8相邻连通区域识别方法对二值化为‘1’的像元进行标记，获得当前像元的标记值；将该标记值作为移位寄存器ShiftR1023、ShiftR1024的输入，并将8相邻连通区域识别方法产生的等效标记值采用寄存器组PING_EQR的等效表进行记录；

(5)在图像质心算法进程P2中对于大于DN的灰度值去背景，得到去背景后的灰度值A(i，j)，利用P1进程中得到的标记值作为地址，首先读取该地址在PING_XA、PING_YA和PING_GA中的X坐标因子XA、Y坐标因子YA和灰度累积GA，分别记为XA’、YA’和GA’，然后与当前像元的A(i，j)、i和j得到：GA＝GA’+A(i，j)，XA＝XA’+A(i，j)×i，YA＝YA’+A(i，j)×j，再以标记值作为地址将GA、XA和YA写入PING_GA、PING_XA和PING_YA； 

(6)按照步骤(4)、(5)对当前帧图像中的所有像元进行处理，直至该帧图像处理结束，确定最大标记值MAXLabel；

(7)采集下一帧数字图像，并按照步骤(4)、(5)对该帧图像中所有像元进行处理，处理后的结果按照乒乓存储方式写入PANG_XA、PANG_YA和PANG_GA；采集的同时启动进程P3；

(8)进程P3从PING_EQR中依次读取等效表中所有地址EQR_ADDR中的数据EQR_DATA，当EQR_DATA不等于0时，将EQR_ADDR赋值给GA_ADDR、XA_ADDR和YA_ADDR，读取对应地址中PING_GA、PING_XA和PING_YA的数据GA_DATA、XA_DATA和YA_DATA，同时将EQR_DATA为地址赋值给GA_ADDR、XA_ADDR和YA_ADDR，读取PING_GA、PING_XA和PING_YA的数据GA_DATA、XA_DATA和YA_DAYA，将上述两组GA_DAYA、XA_DAYA和YA_DAYA数据对应项相加，再以EQR_ADDR为地址存入PING_XA、PING_YA和PING_GA中，直至EQR_ADDR等于MAXLabeI，完成等效连通区域内的X坐标因子XA、Y坐标因子YA和灰度累积GA的合并，利用质心算法确定当前帧图像所有连通区域的能量中心坐标值。

2.根据权利要求1所述的一种APS太阳敏感器的图像处理方法，其特征在于：所述的移位寄存器ShiftR1024和移位寄存器ShiftR1023按照像元输出时钟进行移位；所述的像元输出时钟为P1进程的工作时钟。

3.根据权利要求1所述的一种APS太阳敏感器的图像处理方法，其特征在于：所述的图像质心算法进程P2的工作时钟频率至少为图像标记进程P1的四倍，图像标记进程P1的工作时钟为像元输出时钟。