0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

FPGA图像处理方法

lPCU_elecfans 来源:电子发烧友网 作者:电子发烧友网 2020-12-25 14:15 次阅读

图像在采集和传输的过程中,通常会产生噪声,使图像质量降低,影响后续处理。因此须对图像进行一些图像滤波、图像增强等预处理。为改善图像质量,去除噪声通常会对图像进行滤波处理 ,这样既能去除噪声,又能保持图像细节。

FPGA图像处理方法

1、图像增强

两大方法:空间域方法和时间域方法(以后再详述)

2、图像滤波

(1)平滑空间滤波器

(2)中值滤波算法

3、图像边缘检测

边缘指图像局部强度变化最显著的部分。边缘主要存在与目标与目标、目标与背景、区域与区域(不同色彩)之间,边缘检测是图像分割、纹理特征和形状等图像分析的基础。

4、图像目标提取算法

(1)相邻帧差法

对相邻的两帧图像求差,将图像中的目标位置和形状显示出来,差分后的图像不为零的即为目标。在两帧图像中,灰度值没有变化的部分被剪掉,主要是背景和一些小部分目标。

由检出的部分大致可以确定运动目标的位置,但是该方法的确定是当物体的位移较小时,难以确定目标的运动方向并且在目标的内部产生空洞。

(2)光流法

(3)背景帧差法

此方法选取一副图像作为背景图像,用采集到的图像与背景图像差分,在背景图像选取合适的时候,能比较准确地分割出目标物体。速度快,易于实现,并能提供完整的运动区域信息

具体原理图:

398de90a-4603-11eb-8b86-12bb97331649.png

如上图,首先将背景图像和当前图像进行差分,得到两幅图像的背景差图像(从存储器中提取出亮度分量得到灰度图像,经过图像的中值滤波等处理后,进入图像检测算法模块;然后只需将两幅图像中对应的像素相减后再取绝对值即可得到背景差图像),采用直方图统计的方法来确定图像的 二值化阈值(阈值一般设定为G分量的平均值),最后对图像进行二值化处理,提取出目标的轮廓。

求背景差 VHDL代码实现:

39c56fba-4603-11eb-8b86-12bb97331649.png

5、注意点

(1)视频输入设备的采样频率和FPGA的晶振频率通常不一样,因此会产生异步时钟域的问题,因此可以先将采集的图像数据存入到FIFO中,然后再存进SRAM中。

(2)不同时钟域之间会产生亚稳态情况:当信号通过两个时钟域的交界处时,将会分别由两个时钟来控制信号的值,此时如果两时钟信号的敏感延非常接近,将出现数据信号不稳定的情况。

图像数据存储

从摄像头采集的数据先进入FIFO缓冲器中,存满一行的数据后,再由SRAM控制器读取到SRAM中。注意:采集的视频图像数据是隔行扫描的,即先传奇数场再传偶数场,为了后续图像处理的方便操作,须将两场数据合并为完整的一帧图像。

具体方法:先将奇数场的数据以隔行的方式存在SRAM中,即奇数场的第一行存在SRAM的第一行,第二行存在SRAM的第三行,与第一行相隔一行的地址空间,直到行数据全都发送完毕,然后开始存放偶数场,第一行放在第二行等等。

39e7eb6c-4603-11eb-8b86-12bb97331649.png

内部控制器controller根据异步FIFO的满空状态来使能SRAM控制器,当FIFO满状态有效空状态无效时,SRAM开始从FIFO中读取数据。

使用FIFO的目的:避免亚稳态。由于采集频率和FPGA的时钟频率不同,为异步时序电路。且数据经FIFO后时钟信号统一为系统时钟。

异步FIFOzho中包含:写地址产生,读地址产生和一个双口RAM。

3a09615c-4603-11eb-8b86-12bb97331649.png

责任编辑:xj

原文标题:想学习FPGA图像处理,这些原理和方法一定要知道!

文章出处:【微信公众号:电子发烧友网】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 图像处理
    +关注

    关注

    27

    文章

    1274

    浏览量

    56553
  • FGPA
    +关注

    关注

    1

    文章

    24

    浏览量

    15990

原文标题:想学习FPGA图像处理,这些原理和方法一定要知道!

文章出处:【微信号:elecfans,微信公众号:电子发烧友网】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    FPGA图像处理领域的优势有哪些?

    FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)在图像处理领域具有显著的优势,这些优势主要体现在以下几个方面: 一、高并行处理能力
    发表于 10-09 14:36

    基于FPGA+GPU异构平台的遥感图像切片解决方案

    大型遥感图像分割成图像切片信息,以便更有效地处理和分析图像数据。中科亿海微自主研制的AI目标识别加速卡,基于FPGA+GPU异构并行计算
    的头像 发表于 09-20 08:05 313次阅读
    基于<b class='flag-5'>FPGA</b>+GPU异构平台的遥感<b class='flag-5'>图像</b>切片解决方案

    ALINX FPGA+GPU异架构视频图像处理开发平台介绍

    Alinx 最新发布的新品 Z19-M 是一款创新的 FPGA+GPU 异构架构视频图像处理开发平台,它结合了 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC(FPGA)与 NV
    的头像 发表于 08-29 14:43 858次阅读

    FPGA异步信号处理方法

    FPGA(现场可编程门阵列)在处理异步信号时,需要特别关注信号的同步化、稳定性以及潜在的亚稳态问题。由于异步信号可能来自不同的时钟域或外部设备,其到达时间和频率可能不受FPGA内部时钟控制,因此
    的头像 发表于 07-17 11:10 973次阅读

    基于FPGA图像采集与显示系统设计

    源和固有的并行处理能力,在数字信号处理、硬件加速、汽车电子等领域得到了广泛应用。在图像采集与显示系统中,FPGA能够实现高速、并行的数据处理
    的头像 发表于 07-17 10:58 1590次阅读

    机器人视觉技术中图像分割方法有哪些

    和分析。本文将详细介绍图像分割的各种方法,包括传统的图像处理方法和基于深度学习的方法。 阈值分割
    的头像 发表于 07-04 11:34 659次阅读

    FPGA设计经验之图像处理

    处理窗口 对资源影响成倍增加 基于FPGA设计框架举例: 1、灰度直方图统计 直方图是图像的灰度分布统计的一种表示方法,统计目标图像
    发表于 06-12 16:26

    基于FPGA的实时边缘检测系统设计,Sobel图像边缘检测,FPGA图像处理

    的主要特征提取手段 。由于实时视频图像的边缘检测需要处理的数据量非常大,所以采用一般的软件方法实现起来处理速度慢,无法满足实时性的要求。 随着可编程逻辑器件(
    发表于 05-24 07:45

    荣耀终端有限公司“图像处理方法及装置”专利公布

    荣耀终端有限公司已获批“图像处理方法及装置”专利,该项技术主要运用于电子设备领域,旨在解决传统成像存在的图像质量缺陷,提升用户视觉体验。
    的头像 发表于 05-23 09:46 328次阅读
    荣耀终端有限公司“<b class='flag-5'>图像</b><b class='flag-5'>处理</b><b class='flag-5'>方法</b>及装置”专利公布

    FPGA设计中 Verilog HDL实现基本的图像滤波处理仿真

    今天给大侠带来FPGA设计中用Verilog HDL实现基本的图像滤波处理仿真,话不多说,上货。 1、用matlab代码,准备好把图片转化成Vivado Simulator识别的格式,即每行一
    发表于 05-20 16:44

    FPGA图像处理—VESA标准与视频流介绍

    VESA 视频标准同步信号产生器,是从事FPGA图像领域工程师经常使用到的模块。
    的头像 发表于 02-29 09:56 3183次阅读
    <b class='flag-5'>FPGA</b><b class='flag-5'>图像</b><b class='flag-5'>处理</b>—VESA标准与视频流介绍

    FPGA图像处理之CLAHE算法

    FPGA图像处理--CLAHE算法(一)中介绍了为啥要用CLAHE算法来做图像增强。
    的头像 发表于 01-04 12:23 2313次阅读
    <b class='flag-5'>FPGA</b><b class='flag-5'>图像</b><b class='flag-5'>处理</b>之CLAHE算法

    浅谈图像分割基于阈值处理的基本方法

    方法基于图像直方图上出现的双峰现象。当一个图像有双峰现象时,其直方图会出现两个峰,分别对应图像中两种不同的颜色或亮度区域。这时我们可以使用直方图双峰法来自动确定合适的阈值。
    发表于 12-22 10:05 524次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>图像</b>分割基于阈值<b class='flag-5'>处理</b>的基本<b class='flag-5'>方法</b>

    FPGA图像处理方法

    图像细节。 FPGA 图像处理方法 1、图像增强 两大方法
    的头像 发表于 12-02 13:15 1005次阅读

    图像处理算法——边缘检测

    基于边缘检测的分析不易受整体光照强度变化的影响,同时利用边缘信息容易凸显目标信息和达到简化处理的目的,因此很多图像理解方法都以边缘为基础。边缘检测强调的是图像对比度。
    的头像 发表于 11-30 16:56 945次阅读
    <b class='flag-5'>图像</b><b class='flag-5'>处理</b>算法——边缘检测