[发明专利]一种便携式图像边缘检测设备

权利要求书

1.一种便携式图像边缘检测设备，其特征在于，所述检测设备基于FPGA硬件平台、摄像头实现图像的采集与边缘检测；

所述摄像头采集图像数据进行预处理，之后放入存储器中进行缓存；然后将图像数据传输给FPGA硬件平台进行边缘检测运算；所述边缘检测运算包括：

首先将图像数据的边缘置0，然后生成图像检测矩阵框；之后进行图像灰度化处理，在灰度化之前，需要将图像转换为RGB888格式；对灰度化后的图像进行快速中值滤波，然后对中值滤波后的图像进行边进行卷积后，得到卷积后的梯度矩阵；对梯度矩阵进行边缘细化，得到细化后的矩阵；最后通过自适应阈值方法对细化后的矩阵进行自适应阈值的处理，得到边缘检测的结果。

2.根据权利要求1所述的便携式图像边缘检测设备，其特征在于，所述对灰度化后的图像进行快速中值滤波，包括：

对检测矩阵框中每一行的像素点数据的大小进行排序，排列出其最大值、最小值以及中间值；

将每行中的最大值分到一个序列，将每行中的中间值放到一个序列，将每行中的最小值放到一个序列，这样，又重新得到了一个新的三行序列；

选取最大值序列的最小值，中间值序列的中间值，以及最小值序列的最大值重新组成一个新的序列，在新的序列中选取中间值，即为所需要的中间值，从而得到滤波后的图像矩阵。

3.根据权利要求1所述的便携式图像边缘检测设备，其特征在于，所述对梯度矩阵进行边缘细化，具体为：

Tmax＝0.3*Max(TI)+0.4…Med(TI)+0.3*Min(TI)

Tmin＝0.5*Tmax

Max(TI)表示矩阵中像素点TI及其邻域中最大值，Med(TI)表示中值，Min(TI)是最小值；

其中，TI为细化前的梯度矩阵，TI₁为细化后的梯度矩阵。

4.根据权利要求1所述的便携式图像边缘检测设备，其特征在于，自适应阈值方法对细化后的矩阵进行自适应阈值的处理，具体为：

Pave＝(TI₁1+TI₁2+TI₁3+TI₁4+TI₁5+TI₁6+TI₁7+TI₁8+TI₁9)/9

其中TI₁1至TI₁9表示矩阵TI₁的像素点以及该像素点8邻域的像素点数据；TI₁表示细化后的矩阵，pave表示平均值。

5.根据权利要求1所述的便携式图像边缘检测设备，其特征在于，所述边缘检测运算的过程中，除了利用FPG硬件平台中固有的存储器mem、cpu、仲裁器arbiter以及累加器acc之外，还设置有虚拟CPU，包括：

当需要进行运算的时候，cpu启动加速器，acc接到命令之后释放计算资源；mux_encoder为数据选择器，w_mux为写数据选择器，负责写入数据，r_mux为读数据选择器，负责读出数据，addr_mux为地址数据选择器，data_mux为最终数据选择器，负责将计算结果送出；

其中，men的输出连接data_mux，cpu和acc的输出连接data_mux、addr_mux、w_mux以及r_mux，data_mux的输出连接acc、cpu和men，addr_mux的输出连接acc和men，w_mux的输出连接acc和men，r_mux的输出连接men。

6.根据权利要求5所述的便携式图像边缘检测设备，其特征在于，在需要进行浮点数计算的时候，cpu会发出启动加速的指令，虚拟CPU得到命令之后，会将存储器men中的源数据首地址和目标数据首地址发送出去，通过虚拟CPU进行计算；CPU在启动完成加速之后就会释放资源，acc接到命令之后释放资源；计算结束之后，CPU会收到中断的命令，表示计算已经结束。