[发明专利]一种基于FPGA的降噪边缘检测方法

摘要

本发明涉及一种基于FPGA的降噪型边缘检测方法，包括：将待处理图像转化成mif格式文件，并存入FPGA中的单口ROM IP核，利用地址计数将图像数据从ROM中读出；将图像与5×5的高斯拉普拉斯算子进行卷积操作；利用四个方向sobel算子的模板计算7×7阵列中的中心点处的四个方向的最大一阶偏导数；LOG算子卷积值阈值化，找出可疑零交叉点和非零交叉点；对于可疑零交叉点，当其与中心点处梯度法向方向相一致时认为此点为真零交叉点，否则为假零交叉点；对真零交叉点与假零交叉点，分别进行梯度方向上的膨胀与腐蚀操作；对于非零交叉点，进行腐蚀膨胀的开运算，对图像去噪，获得图像的边缘。

主权项

一种基于FPGA的降噪型边缘检测方法，包括下列的步骤：(1)将待处理图像转化成FPGA可以识别的两个mif格式文件，并存入FPGA中的两个单口ROM IP核，一个mif文件为图片的像素索引值，另一个mif文件为索引值对应的像素值，之后利用地址计数将图像数据从ROM中读出；(2)将图像与5×5的高斯拉普拉斯算子进行卷积操作，方法如下：从ROM中读出的图像数据利用移位寄存器Shift Register缓存7行，之后将7行数据随着时钟周期存入7×7的寄存器阵列；对于模板中的乘法运算利用Verilog语言中的移位运算符达到乘以2的幂次的效果，之后将模板覆盖的25寄存器相加得到一个卷积值。(3)利用0°，45°，90°和135°四个方向sobel算子的模板计算7×7阵列中的中心点处的四个方向的最大一阶偏导数；(4)将步骤(2)得到的LOG算子卷积值阈值化：预设一个正阈值和一个负阈值，在FPGA中分配三个比特的符号位寄存器，卷积值大于正阈值时符号位为“001”，小于负阈值时符号位为“010”，其余的情况符号位为“100”；根据中心点以及相邻点处的LOG卷积值的符号从“001”“010”两种情况中找出可疑零交叉点，“100”的情况为非零交叉点；(5)对于可疑零交叉点，当其与中心点处梯度法向方向相一致时认为此点为真零交叉点，否则为假零交叉点；(6)对真零交叉点与假零交叉点，用步骤(3)所述的四个方向的基本体分别进行梯度方向上的膨胀与腐蚀操作；对于非零交叉点，进行腐蚀膨胀的开运算，对图像去噪，获得图像的边缘。