基于FPGA的图像边缘检测系统研究与设计.pdf

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1、分类号；４７０．４０１０３６１单位代码：＠姜获化王乂譽．ＯＧＹ？ＡＮＨＵＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ；Ｘ－ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｒ燕餐达巧接苗ｉｊｓ■＂＇？．／；’．？：；－斷论文题目；基于ＦＰＧＡ的图像边缘检测系统研究与设计作者姓名：乔磊专业名称；电气工程导师姓名：郭来功副教授完成时间；２０１７年６月２日５：：ＴＰ７１．１论文中图分类号编号７０．４０：公学科分类号：４密级开安徵理王大学硕壬学位论文基于ＦＰＧＡ的图像边缘检测系统研究与

2、设计作者姓名Ｉ乔磊专业名称：电气工程研巧方向：图像化理导师姓名：郭夹巧副教授导师单位：由气与信息王程学院答辩委员会主席：李锦鹏副教授论文答辩日期：２０１７年６月１日安巧理工大学研巧生处２０１７年６月２曰ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆＴｈｅＩｍａｇｅＥｄｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＱｉａｏＬｅｉＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＧｕｏＬａｉｏｎｐｇ

3、ｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．１６８，ＴａｉＦｅｎＳｔｒｅｅｔＲｏａｄｇ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｐ．Ｒ．ＣＨＩＮＡ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作Ｌ及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加乂标注和致谢的地方Ｌ乂外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而

4、使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。衣学位论文作者签名：砰暮曰期：。年＾月／卽学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阀。本人授权安徽＾理工大学可１乂将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进、、行检索，可Ｌ乂采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。（保密的学位论文

5、在解密后适用本授权书）０＾／７巧：学位论文作者签名：签字曰期年／磊＿／月寺导师签签字日期：＞／／年作４摘要摘要数字图像处理中快速有效的边缘检测技术是当前图像处理领域研究的热点，虽然可Ｗ通过普遍的软件处理方法实现，但因数据量大Ｗ及软件数据处理能力的一限制，无法满足些工业领域对边缘检测的实时性要求。ＦＰＧＡ具有并行运算及流水线的特点，非常适合数据量大且计算量大但又不涉及大量数据存储的处理，适合快速边缘处理系统。论文主要研巧了基于ＦＰＧＡ的阀值自适应Ｓｏｂｅｌ边缘检测方法，其中有对边缘的非极大值抑制处理，可＾更

6、好的去除伪边（＾提高精度还可对边缘宽度细化，同时在Ｓｏｂｅｌ边缘梯度阔值设定上，采用图像梯度直方图曲线的最大二阶导数对应的梯度，可使计算出的闽值适应环境变化，相对于手动设置经验阀值的处理方式具有较高的可靠性和适应性。系统的图像采集模块选用ＯＶ７７２５模组ＦＰＧＡ，在中完成图像的采集、滤波和边缘检测Ｗ及图像数模转换显示的所有过程。系统整理处理流程为，ＯＶ７７２５相机经过ＦＰＧＡ的相机控制模块配置，采集了ＹＣｂＣｒ４２２格式的图像数据输入到ＦＰＧＡ苍片，之后经过ＦＰＧＡ数据接收模块将白色图像转换成灰度图像，之后经过图像处理，最后将图

7、像通过ＶＧＡ控制模块显示。本文对图像处理的实现进行了详细的介绍，同时在本文的最后对其处理效果进行了分析。本系统设计基于ＦＰＧＡ的边缘提取处理平台是完全硬件属性，具有较高的运行速率，其处理速度与相机输入视频数据流的速率相同，仅有８０．１７５ＵＳ的数据流延时，具有稳定高效的边缘提取功能，能够快速获取目标物体特征，可适应于多种工业应用场合。图［５８］表［３］参［５引关键词：ＦＰＧＡ；边缘检测；图像处理；Ｓｏｂｅｌ算法－－ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒａｉｄａｎｄｅｆｅｃｔｉｖｅｅｄｇｅｄｅ

8、ｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｉｎ出ｉｔａｌｉ