检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2015年第2期35卷 96-106页

作者：于潇宇郭玉波陈刚叶东哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

在高速运动目标的视觉测量中,高分辨率、高帧频的图像序列带来了大量待处理数据,如何快速地从这些数据中识别合作目标并提取其特征信息,成为高速视觉测量中的难题。对此,针对高速相机每个时钟周期多像素并行传输的数据特点,提出一种基... 详细信息

在高速运动目标的视觉测量中,高分辨率、高帧频的图像序列带来了大量待处理数据,如何快速地从这些数据中识别合作目标并提取其特征信息,成为高速视觉测量中的难题。对此,针对高速相机每个时钟周期多像素并行传输的数据特点,提出一种基于多维金字塔的硬件加速处理结构,实现连通域的全局搜索与标记,并根据标记结果完成对应特征的实时提取。在现场可编程逻辑门阵列中,通过金字塔结构的二维处理节点阵列与多标签特征统计的一维处理阵列,将数据流的高密度运算均衡分布于各运算节点,结合流水线并行,将视觉系统中占据较高耗时的全局搜索与标记过程在图像传输中同步实现。通过功能验证与实时性分析,该特征提取的分布式运算结构可在Camera Link接口85 MHz的时钟频率下,实现680 Mpixel/s的数据流实时处理,可作为预处理部分应用于高速视觉测量系统。

关键词：机器视觉点特征提取连通域标记分布式运算硬件加速高速视觉测量

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连通域标记算法的并行化研究

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地理与地理信息科学 2013年第4期29卷 67-71,F0002页

作者：马益杭占利军谢传节秦承志中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

连通域标记算法在地理栅格数据分析中有广泛应用,当面对大规模地理栅格数据时,连通域标记串行算法十分耗时,亟须算法并行化。但目前连通域标记算法还缺乏并行化,更缺乏对不同并行技术实现时的性能对比。该文对常用的连通域标记两遍扫描... 详细信息

连通域标记算法在地理栅格数据分析中有广泛应用,当面对大规模地理栅格数据时,连通域标记串行算法十分耗时,亟须算法并行化。但目前连通域标记算法还缺乏并行化,更缺乏对不同并行技术实现时的性能对比。该文对常用的连通域标记两遍扫描法进行了并行化设计,并分别利用OpenMP和MPI两种并行技术实现了不同版本的并行算法,以适用于单机多核、多机多处理器等不同的并行计算硬件环境。对所实现的并行算法在单节点、多节点的不同测试环境下,以不同数据规模和不同连通域复杂度情况的数据进行效率测试,结果表明:该算法均大幅缩短了运行时间;在数据量较小且连通域数目较少的情况下更适合使用OpenMP版本的并行算法;若图像数据规模较大时,MPI并行算法更快、更高效,但是在多节点的集群环境中,如果连通域情况复杂,进程数的增多并不能保证获得更好的加速效果。

关键词：连通域标记栅格数据并行算法 OpenMP MPI

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一种新的连通域标记算法

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北京理工大学学报 2012年第12期32卷 1273-1278页

作者：谢宜壮谭许彬陈禾北京理工大学雷达技术研究所北京100081

提出一种新的连通域标记算法.与其它适合硬件实现的算法相比,增加了虚警剔除部分,并将一维数组和游程码的结构结合成二维数组的形式进行操作,使新算法在速度、资源占用率、性能上更有优势.算法的Matlab和现场可编程门阵列(FPGA)仿真结... 详细信息

提出一种新的连通域标记算法.与其它适合硬件实现的算法相比,增加了虚警剔除部分,并将一维数组和游程码的结构结合成二维数组的形式进行操作,使新算法在速度、资源占用率、性能上更有优势.算法的Matlab和现场可编程门阵列(FPGA)仿真结果表明,新算法可以完备记录标记和参数信息;应用于要求快速得到准确参数信息的工程时,相比较其他算法,时间减少约50%,且控制逻辑的复杂性减小.

关键词：连通域标记现场可编程门阵列(FPGA) 二维数组虚警剔除

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连通域标记算法的高速化研究及在纸病检测中的应用

连通域标记算法的高速化研究及在纸病检测中的应用

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作者：赵晓陕西科技大学

学位级别：博士

不断提高的纸机速度对纸病检测的处理速度提出了越来越高的要求。研究高效的纸病检测方法是国内外研究者们长期关注的热点问题。图像处理、模式识别等技术的快速发展,为纸病检测算法的研究带来了新的思路和方法。识别图像中的物体、提... 详细信息

不断提高的纸机速度对纸病检测的处理速度提出了越来越高的要求。研究高效的纸病检测方法是国内外研究者们长期关注的热点问题。图像处理、模式识别等技术的快速发展,为纸病检测算法的研究带来了新的思路和方法。识别图像中的物体、提取物体的形状特征是通过图像处理实现纸病检测功能必不可少的处理。二值图像的连通域标记处理用于区分不同的物体对象,是图像分析、模式识别、计算机视觉等领域的重要的基本处理之一,是提取物体特征的前提;计算二值图像中物体的基本形状特征值,欧拉数、面积、周长、圆形度、边界框、形心等,是实现图像识别系统必不可少的关键操作。在每秒钟处理几十上百张图像的高速在线检测、机器人视觉、自动驾驶及光学成像制导等实时图像识别系统中,区分不同的物体对象以及提取物体对象的基本形状特征值计算的速度直接影响到系统的整体性能。虽然国内外学术期刊上已经公开发表了许多连通域标记处理及物体基本形状特征值提取的算法,但仍存在有待进一步探讨和研究的地方。另外,目前已有研究者将连通域标记处理及相关成果应用于机器视觉、指纹识别、文字识别、医学图像处理等不同的应用领域,表明有关连通域标记处理的理论研究成果具有重要的应用价值。本论文在连通域标记和基本形状特征值提取算法的高速化研究的基础上,结合纸病识别的技术关键,提出了基于连通域标记的高速纸机上的纸病检测处理方法,取得了良好的效果。本论文重点开展了以下四个方面的研究工作:（1）对上下行像素的邻接关系的研究,提出基于多行扫描的连通域标记处理算法在传统的连通域标记算法中,由于图像中像素是通过光栅扫描一个一个被标记处理的,存在着标记一个物体像素需要检查的邻接像素多以及被重复检查的邻接像素多的问题,影响了标记的效率。为了上述问题,所提算法基于上下行像素的邻接关系提出了一次扫描多行,同时标记多个像素的方法,从而减少了对单个物体像素标记处理时需要检查的工作窗中邻接像素的个数,并利用状态转换图技术,将上一个像素标记过程中的检查信息尽可能的用于当前像素的标记处理,减少了对邻接像素的检查次数。在噪声图像、医学图像、自然图像、文本图像等数据集合上的实验结果表明所提算法均高于已有的连通域标记算法。另外,论文通过理论分析和实验证实,由于算法的代码量与同时处理的像素数成指数关系以及代码量的增加会引起算法执行效率降低,通过多行扫描同时处理多个像素的方法并不可以无限制地扩展:当扩展到一次扫描4行同时处理4个像素时,标记的效率反而会下降。（2）探索了六边形像素图像连通域标记以及三维二值图像连通域标记处理的研究基于六边形像素图像的优势,已有大量有关六边形像素图像的研究成果得到公开发表,但是基于六边形像素图像的连通域标记处理鲜有报道。本论文进行了面向六边形像素图像的连通域标记处理的研究。所提算法基于对四边形像素图像的连通域标记处理的研究基础和取得的成果,深入分析六边形像素图像中待标记像素与工作窗中邻接像素间的关系,提出了在一行扫描中对两个邻接的待标记像素同时标记的处理。本论文用实例数据分析和在测试数据集合上的实验结果两方面论证了所提算法的高效性。另外,针对三维二值图像待标记体素工作窗的邻接体素多,继而需要合并的等价标号集合多的问题,提出了仅需要一次合并操作,处理任意多个待合并的等价标号集合合并的方法,有效提高了三维二值图像上连通域标记处理的效率。（3）通过记录和分析连通域第一次扫描图像过程中临时标号与代表标号之间的关系,提出了整合连通域标记处理和物体基本形状特征提取的算法为了避免因为多次扫描图像对图像识别系统执行效率的影响,整合了欧拉数、面积、周长、圆形度等基本形状特征值提取和连通域标记的处理。所提算法利用第一次扫描图像处理过程中,一个等价标号集合中所有临时标号具有相同的代表标号这一结论,创新性地提出了借助物体对象的临时标号提取面积、周长、圆形度等基本形状特征值的方法,将原有的需要3次扫描实现的处理改进为2次扫描的处理。论文从理论上证明了在临时标号图像上进行基本形状特征值提取的正确性和可行性,在测试的图像数据集合上的实验结果表明所提算法的执行效率高于已有的算法。（4）以上述研究成果为基础,提出了基于连通域标记的高速纸病检测算法纸病区域的灰度值和基本形状特征值是识别不同纸病的关键技术,所提算法保留纸病图像识别所需的灰度信息,在灰度图像上对纸病进行1次划分,省去了二值化的过程,利用临时标号提取纸病区域的基本形状特征值,实现了仅需要对待检测图像扫描1次的处理,所提算法原理简单、易于实现,适合于直接扩展到纸病检测系统的设计与实现。本论文通过对上述工作的深入研究获得了一些有意义的结果。这些工作的研究成果为进一步探索如何提高连通域标记处理效率提出了新的研究思路和方法,为提高以机器视觉为代表的实时图像识别系统的性能提供了理论依据和技术支持,为提高纸张质量、促进生产设备的

关键词：图像处理纸病检测连通域标记基本形状特征提取六边形像素图像

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基于FPGA的快速连通域标记算法

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传感技术学报 2022年第3期35卷 367-375页

作者：黄名政李彬华王锦良昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室云南昆明650500

连通域标记是运动目标实时检测系统中的关键部分,从速度和存储空间等方面对已有连通域标记算法优化,可提高系统的实时性。基于此,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速连通域标记算法。首先在光栅扫描过程中记录游程行列信息;然... 详细信息

连通域标记是运动目标实时检测系统中的关键部分,从速度和存储空间等方面对已有连通域标记算法优化,可提高系统的实时性。基于此,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速连通域标记算法。首先在光栅扫描过程中记录游程行列信息;然后实时合并连通游程信息并提取已结束连通域的特征信息;最后将特征信息叠加在图像上,实现对各连通域的标记。该算法仅通过一次扫描即可得到连通域特征信息,利用FPGA片上随机存取存储器(RAM)地址信息区分各连通域,不产生等价标号与临时标号。实验结果表明,该算法能快速准确地标记各连通域。对于分辨率为1 920×1 080 pixel的图像,仅需要76.63 kbit的片上RAM资源,单帧处理时间不超过20.76 ms,对于全高清视频输入亦能满足实时性要求。

关键词：图像处理实时处理连通域标记二值图 FPGA

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基于地址-事件表示的高速二值连通域标记方法

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传感技术学报 2016年第3期29卷 362-367页

作者：闫石徐江涛高志远王含宇天津大学电子信息工程学院天津300072

为提高二值连通域标记的速度,将地址-事件表示AER（Address Event Representation）思想引入到二值图像处理,提出了一种基于事件对等价标号的二值连通域标记方法。该算法无需多次遍历图像中的背景点和冗余目标点,首先将待标记的连通域以... 详细信息

为提高二值连通域标记的速度,将地址-事件表示AER（Address Event Representation）思想引入到二值图像处理,提出了一种基于事件对等价标号的二值连通域标记方法。该算法无需多次遍历图像中的背景点和冗余目标点,首先将待标记的连通域以AER＂事件对＂的方式编码保存,通过＂事件对＂的遍历生成临时标号和等价标记表;然后根据等价表修改临时标号;完成标号映射后最终实现连通域标记。整个算法只处理极低冗余的事件信息,避免了对全图像素的重复扫描与处理。实验结果表明,图像以AER＂事件对＂方式存储,数据量仅为全帧图像的10%~35%,有较高的压缩比;且该算法速度快,可达到了传统基于等价标号算法的1.5~8倍。

关键词：二值图像连通域标记地址-事件表达事件对等价标号

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一种基于连通域标记的纸病检测算法

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中国造纸学报 2018年第2期33卷 51-56页

作者：赵晓何立风姚斌高启航杨云陕西科技大学电气与信息工程学院人工智能研究所陕西西安710021 爱知县立大学信息科学学院日本爱知4801198

提出了一种基于段的连通域标记处理算法,同时对纸病区域进行连通域标记和形状特征值提取,旨在提高纸病检测的准确率和效率。该算法利用纸病区域为简单连通图像的特点,采用段技术实现了纸病区域的标记处理,探讨了在标记处理同时快速统计... 详细信息

提出了一种基于段的连通域标记处理算法,同时对纸病区域进行连通域标记和形状特征值提取,旨在提高纸病检测的准确率和效率。该算法利用纸病区域为简单连通图像的特点,采用段技术实现了纸病区域的标记处理,探讨了在标记处理同时快速统计与形状特征值计算有关的中间参数的方法,利用标记结果及形状特征值实现了纸病的快速检测。该算法优化了标记处理与形状特征值提取的过程,减少了纸病图像的扫描次数。结果表明,该算法达到了准确、快速的纸病检测效果,且易于扩展到实际的纸病检测系统中。

关键词：连通域标记段标记形状特征提取纸病检测

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GPU加速的二值图连通域标记并行算法

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计算机应用 2010年第10期30卷 2774-2776页

作者：覃方涛房斌重庆大学计算机学院重庆400030

结合NVIDIA公司统一计算设备架构(CUDA)下的图形处理器(GPU)并行结构和硬件特点,提出了一种新的二值图像连通域标记并行算法,高速有效地标识出了二值图的连通域位置及大小,大幅缩减了标记时间耗费。该算法通过搜索邻域内最小标号值的像... 详细信息

结合NVIDIA公司统一计算设备架构(CUDA)下的图形处理器(GPU)并行结构和硬件特点,提出了一种新的二值图像连通域标记并行算法,高速有效地标识出了二值图的连通域位置及大小,大幅缩减了标记时间耗费。该算法通过搜索邻域内最小标号值的像素点对连通域进行标记,各像素点处理顺序不分先后并且不相互依赖,因此可以并行执行。算法效率不受连通域形状及数量的影响,具有很好的鲁棒性。实验结果表明,该并行算法充分发挥了GPU并行处理能力,在处理高分辨率与多连通域图像时效率为一般CPU标记算法的300倍,比OpenCV的优化函数(CPU)效率高近17倍。

关键词： GPU加速连通域标记并行化统一计算设备架构 8邻域

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一种适合硬件实现的多值图像连通域标记算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2005年第9期33卷 5-8页

作者：桑红石傅勇张天序刘云生华中科技大学图像识别与人工智能研究所华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

提出了一种合适硬件实现的多值图像连通域标记算法.算法以有效的方式识别、保存并整理区域之间复杂的连通关系.首先,通过对图像执行一遍逐像素扫描,得到图像的初步标记结果以及初步标记之间的连通关系;然后,通过等价表整理以及图像代换... 详细信息

提出了一种合适硬件实现的多值图像连通域标记算法.算法以有效的方式识别、保存并整理区域之间复杂的连通关系.首先,通过对图像执行一遍逐像素扫描,得到图像的初步标记结果以及初步标记之间的连通关系;然后,通过等价表整理以及图像代换,输出图像标记的最终结果,并且连通域按照扫描顺序被赋予唯一的连续自然数.仿真结果表明,该算法能够识别图像中复杂的连通关系,产生正确的标记结果,在用于大幅图像的分块标记时,能够实现全局标记一致.在以硬件方式实现该算法时,在50 MHz工作时钟下,处理320×256像素图像能够达到100帧/s的标记速度,满足大部分实时目标识别系统的要求.

关键词：多值图像连通域标记模式识别超大规模集成电路

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基于FPGA的连通域标记设计与实现

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信号处理 2011年第11期27卷 1729-1733页

作者：谭许彬谢宜壮陈禾边明明北京理工大学雷达技术研究所北京100081

提出了一种基于FPGA的连通域标记电路设计方案。该方案不仅满足了实时、高精度等要求,还特别增加了虚警剔除的功能。该硬件设计方案采用单次逐像素扫描法,该法通过对图像进行一次逐像素扫描,将标记与参数并行处理,最后根据统计出来的连... 详细信息

提出了一种基于FPGA的连通域标记电路设计方案。该方案不仅满足了实时、高精度等要求,还特别增加了虚警剔除的功能。该硬件设计方案采用单次逐像素扫描法,该法通过对图像进行一次逐像素扫描,将标记与参数并行处理,最后根据统计出来的连通域及参数信息实现虚警剔除。相比较其它的硬件实现方案,该设计方案具有显著优势,通过优化标记与参数处理,该方案更适合硬件的并行处理特性;去除了第二次逐像素扫描,使得处理时间变短,资源占用率变小。仿真结果表明:若图像大小为M×N,临时标记区域上限为L,则标记完一幅图像总时钟周期为(M×N×2+L×4).该方案已在单片Virtex-Ⅱ系列FPGA中实现,并作为关键电路应用于舰船图像检测系统中。

关键词：连通域标记 FPGA 单次逐像素扫描法虚警剔除

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