基于FPGA的实时图像边缘提取系统

作     者：高宏玲 白昊明 余山 翟腾 郭青帅 GAO Hongling;BAI Haoming;YU Shan;ZHAI Teng;GUO Qingshuai

作者机构：中国软件评测中心(工业和信息化部软件与集成电路促进中心)北京100048 电信科学技术研究院北京100191 

出 版 物：《工业技术创新》 (Industrial Technology Innovation)

年 卷 期：2022年第9卷第3期

页      面：112-119页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主　　题：图像处理 边缘检测 Sobel算子 FPGA 高斯滤波 双RAM乒乓 

摘      要：现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的并行处理能力能够极大提升数字图像处理效率。通过FPGA编程,在硬件层面提出一种实时图像边缘提取系统。对摄像头采集的视频图像实施灰度转化、高斯滤波、二值化等预处理操作,再利用Sobel算子进行边缘检测,提取图像边缘信息,最终经过VGA显示器实时输出。创新性地提出通过线性移位寄存器级联的方式实现矩阵边界填充,解决了部分边界值的不可用性;利用双RAM乒乓操作输出图像数据,解决了模块间速率不匹配问题;设计人为可调节阈值,过滤不同光照强度带来的噪声影响,边缘相关系数由0.63提高至0.91。系统实时性好,资源占用率仅为可用资源的0.67%~23.70%,在与大型FPGA图像处理工程对接中具有应用潜力。