[发明专利]基于FPGA形态学算子的灰度图像处理系统及方法

摘要

本发明公开一种基于现场可编程门阵列FPGA形态学算子的灰度图像处理系统及方法，本发明的系统由控制模块、数据读取模块、模板更新模块、膨胀运算模块和腐蚀运算模块组成。本发明使用控制模块将灰度图像的像素值数据存储到静态随机存储器SRAM中，协调各模块运作；数据读取模块读取像素值数据构建搜索模板；模板更新模块根据灰度距离更新模板中的像素值；更新后的模板分别经膨胀运算模块和腐蚀运算模块得到膨胀和腐蚀结果。本发明可用在现场可编程门阵列FPGA上实现灰度图像的自适应形态学滤波，具有图像处理速度快，细节处理效果好的优点。

主权项

1.一种基于现场可编程门阵列FPGA形态学算子的灰度图像处理系统，包括控制模块、数据读取模块、膨胀运算模块、腐蚀运算模块，其特征在于，还包括模板更新模块，其中：所述的控制模块，用于将输入的待处理灰度图像的像素值数据存储到静态随机存储器SRAM中，记录灰度图像的行数ROW，将行标志位i的值置为1，协调数据读取模块、模板更新模块、膨胀运算模块、腐蚀运算模块的运作；所述的数据读取模块，用于从静态随机存储器SRAM中，读取灰度图像第i行的像素值数据缓存到行缓存器FIFO1，读取灰度图像第i+1行的像素值数据缓存到行缓存器FIFO2中，每次分别从静态随机存储器SRAM中的灰度图像的第i+2行、行缓存器FIFO1、行缓存器FIFO2中各读取3个像素值数据，将读取的9个像素值数据分别存储到各自的寄存器中，将每个寄存器内存储的像素值，按照在灰度图像的位置关系，排列组成3×3的搜索模板，并将搜索模板送到模板更新模块；所述的模板更新模块，用于对搜索模板中每个像素值与搜索模板中心位置的像素值的差值取绝对值操作，得到搜索模板中的每个像素值与中心像素值的灰度距离，遍历搜索模板中每个像素值与中心像素值的灰度距离，用搜索模板的中心像素值替换搜索模板中灰度距离大于30的所有像素值，并将像素值更新后的搜索模板送到膨胀运算模块和腐蚀运算模块；所述的膨胀运算模块，用于将搜索模板中的所有像素值输入到树状流水线比较器中，得到搜索模板中所有像素值中的最大值，作为搜索模板中心位置像素的膨胀值，并将膨胀值写入动态随机存储器DRAM1中；所述的腐蚀运算模块，用于将搜索模板中的所有像素值输入到树状流水线比较器中，得到搜索模板中所有像素值中的最小值，作为搜索模板中心位置像素的腐蚀值，并将结腐蚀值写入动态随机存储器DRAM2中。