[发明专利]一种基于FPGA的像素边缘位置检测方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的像素边缘位置检测方法、系统及存储介质，属于图像数据处理技术领域。本发明针对工业相机扫描得到的行数据进行处理，能够实时针对每一行图像数据进行边缘位置提取，通过设定亮区阈值、暗区阈值、连续亮区像素计数L、连续暗区像素计数M、亮暗过渡区域计数N，来进行边缘检测。若像素同一侧的N个像素的像素值，均位于设定的亮区阈值和暗区阈值之间，且该N个像素一侧的L个像素的像素值高于亮区阈值，另一侧的M个像素的像素值低于暗区阈值，则满足边缘检测条件。本发明能够有效地处理高速传输的大量数据，针对边缘点精度需求很高的场合，还可以利用边缘点附近多个像素梯度值计算出边界所处亚像素位置。

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，特别涉及一种基于FPGA的像素边缘位置检测方法、系统及存储介质。

背景技术

近年来，边缘检测已经成为了图像处理和计算机视觉中，尤其是特征提取中一个非常重要的研究领域。它的主要原理在于识别出数字图像中那些颜色变化或者亮度变化明显的像素点，这些像素点的显著性变化往往代表图像这部分属性发生了重要变化，其中包括深度上的不连续、方向上的不连续及亮度上的不连续等。现有的边缘检测技术，大都是基于PC机、软件实现的，常见的方法是计算出边缘强度，通常用一阶导数表示，例如梯度模，然后，用计算估计边缘的局部方向，通常采用梯度的方向，并利用此方向找到局部梯度模的最大值。即：图像一阶导数中的最大和最小值来检测边界，通常是将边界定位在梯度最大的方向。

现有技术基本都是针对一整张图片来进行边缘特征提取，且是借助各种算子进行计算得到梯度值提取边，然后进行一系列图像算法例如腐蚀运算等优化所提取的边缘，最终得到只剩边缘特征的图像。现有技术仅能针对已有完整图像处理，缺乏实时性，输出的是一张图像，且无法实时更改边界的判断条件，无法进一步提升精度，占用的时间和空间成本都很大，不适用于高速高数据量处理场合。

发明内容

本发明提出的一种基于FPGA的像素边缘位置检测方法、系统及存储介质，可至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：

一种基于FPGA的像素边缘位置检测方法，包括：

FPGA获取一行像素，判断连续的N个像素的像素值，是否均位于设定的亮区阈值和暗区阈值之间；其中N是根据实际应用场景预设的亮暗过渡区域计数；

若是，则FPGA计算所述N个像素的梯度值；所述梯度值为每一个像素的像素值，与上一个像素的像素值之间的差值的绝对值；

FPGA输出所述N个像素中梯度值最大的像素的位置作为边缘位置。

进一步地，所述判断连续的N个像素的像素值，是否均位于设定的亮区阈值和暗区阈值之间，还包括：

判断是否满足：所述N个像素一侧有连续的L个像素的像素值均高于亮区阈值，另一侧有连续的M个像素的像素值均低于暗区阈值；其中，L是根据实际应用场景预设连续亮区像素计数、M是根据实际应用场景预设连续暗区像素计数。

进一步地，还包括：

若检测出的边缘位置不在预设范围内，则该位置不是实际待测边缘。

进一步地，所述预设范围是根据实际应用场景的待检测边缘对应至行像素位置的漂移距离。

进一步地，若干所述行像素检测出的边缘拟合，排除拟合边缘外异常边缘。

进一步地，还包括亚像素边缘位置检测：

所述N个像素内，每个像素的位置为x，梯度值为D；

亚像素边缘位置x_edge为：

；

FPGA输出所述亚像素边缘位置作为边缘位置。

另一方面，本发明还提出了一种基于FPGA的像素边缘位置检测系统，FPGA内设有边缘判定模块和梯度提取模块；