基于FPGA的智能车路径图像识别的预处理设计.pdf

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1、经验交流自动化技术与应用2010年第29卷第2期TechnicaICommunications基于FPGA的智能车路径图像识别的预处理设计陈昊，翁显耀(武汉理工大学，湖北武汉430070)摘要：本文以智能车辆视觉导航系统为研究平台，以车载数字式CMOS摄像头获取的实时路径图像信号为信号源，进行预处理。处理方法包括一种快速中值滤波算法，以及基于自适应闯值的二：值化图像分割技术。采用Altera公司的CycloneII系列FPGA芯片EP2C8Q208C8，在QuatusII开发环境中给出硬件设计和功能仿真。实验结果表明，该预处理能有效减少噪

2、声，并能实现图像的二值化。关键词：FGPA；中值滤波；自适应闽值分割；路径识别中图分类号：TP391．41文献标识码：B文章编号：1003—7241(2010)02—0107～05PretreatmentDesignofIntelligentVehicle’SPathRecognitionBasedOnFPI-'GACHENHao，WENGXian-yao(WmhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430070China)Abstract：ThispaperisbasedontheVisualN

3、avigationSystemofIntelligentVehicle．ThesolutionsincludeakindoffastalgorithmofMedian—Filter，andthetechniqueofimageBWsegmentationbasedonself-adaptivethreshold．ItadoptsCycloneIIFPGAchipEP2C8Q208C8，whichisproducedbythecompanyofAltera．Thedesignofthehardwaresystemandthefunction

4、alsimulationisgiveninQuatusII．Theresultsoftheexperimentsshowthatthispretreatmentcanreducenoiseeficiently，andachieveBWimages．Keywords：FPGA；Median—Filter；self-adaptivethresholdsegmentation；pathrecognition1引言当的去噪处理。在本文中，对图像的预处理分为中值滤车辆路径图像的识别是指路标线从图像背景中分波和自适应阈值分割两步，中值滤波能实现前端的

5、降离出来，以便进行车辆行驶偏差的测量。一般路径图像噪，而自适应阈值分割则能有效实现路径图像的二值内容相对比较简单，通常是以路径为主，背景是简单的化。这两种算法结构相对简单，但数据量巨大、实时性路面，另外存在一些随机杂物的干扰，所以路径识别相要求高，符合FPGA(Field—ProgrammableGateArray)对简单。主要问题是现场光照环境不稳定，路面褪色以的性能特点，因此选用FPGA进行处理无疑是一种理想及路面光照反射能力的差别(如路面不平整，路面上的污的选择。迹)造成路径图像灰度不均匀。路径识别的任务主要是将摄像头拍摄的灰度或彩

6、色图像转换成二值图像，其中2路径识别预处理的基本原理路径标线以白色表示，背景及其他图像内容用黑色表2．1中值滤波原理示，以便下一步进行车辆行驶的测量。中值滤波是一种非线性的空间滤波，它的响应基于但图像的前端采集往往会受器件及环境影响而使图像滤波器包围的图像区域中像素的排序，然后用统计获得的图像含有噪声，因而需要在对图像处理前进行适排序的中值代替中心像素的值。中值滤波的使用非常普遍，对处理脉冲噪声(也称为椒盐噪声)非常有效，同时收稿日期：2009—09—04又能够保护目标图像边缘。用公式表示为：术与应用2010年第29卷第2期经验交流Tec

7、hnicalCommunicationsL1max是九个值中最大的，L3rain是九个值中最g(x，Y)=med{f(x—i，Y—i))(f，J)∈S式中：g(，)，)、f(x，Y)分别代表输出和输入像素灰小，不可能是中间值；度值，S为模板窗口。Llmed，L2max至少大于五个像素值，不可能是中间值；中值滤波的过程一般为：L2min，L3med至少小于五个像素值，不可能是中值；(1)选择一个(2n+1)(2n+1)的窗口(一般是3*3或Llmin，L2med，L3max可能是中间值。者55)，使窗口沿图像数据的行方向和列方向从左至第三步

8、对这3个可能值进行排序，得到的中间值右、从上至下沿每个像素滑动。med{Llmin，L2med，L3max}即为滤波后中心像素的值。(2)每次滑动后，对窗口内的像素灰度进行排序，2．3自适应阈