一种阈值自适应的边缘检测算法及其fpga实现

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1、ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕ｄｉ学位论文—种闽值自适应的边缘检测算法及其ＦＰＧＡ实现＿＿作者姓名些＿＿学科专处微电学与固体电子学巧导教师刘玉萊教巧巧在学院电子与信息学院论义提交日期２０１６年４月＿DesignandFPGAimplementationofanadaptivethresholdedgedetectionalgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiTianciSupervi

2、sor:Prof.LiuYurongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN409学校代号：10561学号：201320108234华南理工大学硕士学位论文一种阈值自适应的边缘检测算法及其FPGA实现作者姓名：黎天赐指导教师姓名、职称：刘玉荣教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：微电子学与固体电子学研究方向：专用集成电路设计与系统集成论文提交日期：2016年4月20日论文答辩日期：2016年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：姚若河教授委员：刘玉荣教授耿魁伟副研

3、究员章晓文高级工程师摘要数字图像处理技术中的边缘检测技术越来越广泛地应用于模式识别、计算机视觉、图像分割、人脸识别等领域。边缘检测作为数字图像处理的十分关键的第一步，其质量对后续的图像处理效果产生很大的影响。经过国内外长期的研究，目前边缘检测不仅在抗噪能力上有了很大的提高，而且在提取质量上也得到一定的改善。然而，大部分边缘检测算法采用了固定阈值，从而影响边缘提取质量，因此，对边缘检测算法的阈值自适应的研究及其实现方式具有重要意义。本论文设计了一种基于Sobel算子的阈值自适应边缘检测系统，并在FPGA上实现。主要研究工作和结果如下：1、通过查阅国内外有关边缘检测算法及

4、其FPGA实现的文献，概述了边缘检测算法的研究进展，介绍了一些常用的图像边缘检测算法及其MATLAB仿真，经过分析对比，提出了一种基于Sobel算子的阈值自适应的图像边缘检测算法。2、在FPGA硬件平台上设计与实现快速中值滤波算法与改进的边缘检测算法，并使用modelsim软件进行功能仿真，验证其算法的可行性与准确性。3、以基于Altera公司CycloneIV系列芯片的EP4CE为核心的FPGA开发板为平台，搭建了一个包含视频图像输入输出的完整视频图像边缘检测系统，包括了视频图像采集模块、SDRAM控制器模块与VGA显示控制器模块，使用VerilogHDL硬件描述语

5、言对各个模块进行编程，并通过modelsim软件进行功能仿真。4、对整个边缘检测系统进行板级验证，实验结果表明，所改进的图像边缘检测算法不仅能够正确提取视频图像的边缘，保证其实时性；而且对于边缘差异性大的视频图像，其提取效果更好。关键字：自适应阈值；视频图像；边缘检测；Sobel算子；FPGAIABSTRACTEdgedetectionindigitalimageprocessingiswidelyusedinmanyareas,suchaspatternrecognition,computervision,imagesegmentation,facerecognit

6、ion.Edgedetectionisanimportantstepintheseapplications.Thequalityofedgedetectionhasagreatimpactonthesubsequentprocessingalgorithm.AfteralongperiodofresearchinedgedetectionalgorithmbothinChinaandabroad,notonlythenoiseresistantabilitybutalsothequalityofedgedetectionresulthasagreatincreasem

7、ent.Butafixedthresholdisnormallyusedinmanyedgedetectionalgorithms,whichwillaffectthequalityofedgedetection.Forthisproblem,inthisthesis,wedesignanadaptivethresholdedgedetectionsystembasedonSobeloperatorandrealizeitonaFPGAdevelopmentboard.Themaincontentsandresultsinclude:1.Consul