一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀。
【背景技術(shù)】
[0002]邊緣提取，指數(shù)字圖像處理中，對(duì)于圖片輪廓的一個(gè)處理。對(duì)于邊界處，灰度值變化比較劇烈的地方，就定義為邊緣。也就是拐點(diǎn)，拐點(diǎn)是指函數(shù)發(fā)生凹凸性變化的點(diǎn)。二階導(dǎo)數(shù)為零的地方。并不是一階導(dǎo)數(shù)，因?yàn)橐浑A導(dǎo)數(shù)為零，表示是極值點(diǎn)。
[0003]邊緣定義:圖像灰度變化率最大的地方(圖像灰度值變化最劇烈的地方)。圖像灰度在表面法向變化的不連續(xù)造成的邊緣。一般認(rèn)為邊緣提取是要保留圖像的灰度變化劇烈的區(qū)域，這從數(shù)學(xué)上看，最直觀的方法就是微分(對(duì)于數(shù)字圖像來(lái)說(shuō)就是差分)，在信號(hào)處理的角度來(lái)看，也可以說(shuō)是用高通濾波器，即保留高頻信號(hào)。
[0004]FPGA (Field — Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在 PAL、GAL, CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)出一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀，為實(shí)現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過(guò)程中能保留圖像的灰度變化劇烈的區(qū)域，采用FPGA芯片作為圖像邊緣提取的處理電路，不僅達(dá)到提高圖像的定位精度，同時(shí)可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量。
[0006]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀，主要由攝像機(jī)、AD轉(zhuǎn)換電路及用于進(jìn)行圖像邊緣提取的FPGA芯片組成，所述攝像機(jī)連接AD轉(zhuǎn)換電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路連接FPGA芯片；在所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)置有還原圖像電路、圖像濾波電路、邊緣增強(qiáng)電路、邊緣檢測(cè)電路及邊緣定位電路，所述還原圖像電路連接圖像濾波電路，所述圖像濾波電路連接邊緣增強(qiáng)電路，所述邊緣增強(qiáng)電路連接邊緣檢測(cè)電路，所述邊緣檢測(cè)電路連接邊緣定位電路，所述還原圖像電路連接AD轉(zhuǎn)換電路。
[0007]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，還包括DSP芯片，所述DSP芯片連接邊緣定位電路。
[0008]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，還包括DA轉(zhuǎn)換電路，所述DA轉(zhuǎn)換電路連接DSP芯片。
[0009]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述DSP芯片與AD轉(zhuǎn)換電路及DA轉(zhuǎn)換電路之間還通過(guò)I2C總線連接。
[0010]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，還包括顯示器，所述顯示器連接DA轉(zhuǎn)換電路。
[0011]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述顯示器的顯示屏采用LED液晶顯示屏。
[0012]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，還包括存儲(chǔ)器電路，所述存儲(chǔ)器電路連接DSP芯片。
[0013]為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述存儲(chǔ)器電路包括分別與DSP芯片相連接的隨機(jī)存儲(chǔ)器及FLASH存儲(chǔ)器。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0015](I)本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過(guò)程中能保留圖像的灰度變化劇烈的區(qū)域，采用FPGA芯片作為圖像邊緣提取的處理電路，不僅達(dá)到提高圖像的定位精度，同時(shí)可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量。
[0016](2)本實(shí)用新型采用FPGA芯片作為圖像邊緣提取處理電路，其高效的數(shù)據(jù)處理性能，可有效提高整個(gè)儀器的工作性能，并有效提高圖像數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性與時(shí)效性。
[0017](3)本實(shí)用新型利用FPGA在硬件并行結(jié)構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可形成圖像邊緣提取處理的速度優(yōu)勢(shì)，完全可以滿足圖像實(shí)時(shí)處理的要求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0018](4)本實(shí)用新型在DSP芯片處理環(huán)節(jié)中采用多種存儲(chǔ)器結(jié)合的處理方式，可進(jìn)一步的提高整個(gè)儀器的處理性能，并且能夠達(dá)到有效備份的目的，使得后期數(shù)據(jù)調(diào)用時(shí)有據(jù)可依。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)置的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)用新型提出了一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀，為實(shí)現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過(guò)程中能保留圖像的灰度變化劇烈的區(qū)域，采用FPGA芯片作為圖像邊緣提取的處理電路，不僅達(dá)到提高圖像的定位精度，同時(shí)可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量，如圖1所示，主要由攝像機(jī)、AD轉(zhuǎn)換電路及用于進(jìn)行圖像邊緣提取的FPGA芯片組成，所述攝像機(jī)連接AD轉(zhuǎn)換電路，所述AD轉(zhuǎn)換電路連接FPGA芯片；在所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)置有還原圖像電路、圖像濾波電路、邊緣增強(qiáng)電路、邊緣檢測(cè)電路及邊緣定位電路，所述還原圖像電路連接圖像濾波電路，所述圖像濾波電路連接邊緣增強(qiáng)電路，所述邊緣增強(qiáng)電路連接邊緣檢測(cè)電路，所述邊緣檢測(cè)電路連接邊緣定位電路，所述還原圖像電路連接AD轉(zhuǎn)換電路。
[0024]將本實(shí)用新型搭載好，上電后，攝像機(jī)將拍攝的圖像通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸?shù)紽PGA芯片內(nèi)，在FPGA芯片內(nèi)完成圖像邊緣提取處理，在進(jìn)行圖像邊緣提取處理時(shí)，首先將有AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)還原圖像電路進(jìn)行預(yù)處理，而后利用圖像濾波電路進(jìn)行信號(hào)濾波，完成平滑圖像的處理；經(jīng)濾波處理后的圖像信號(hào)再次傳輸?shù)竭吘壴鰪?qiáng)電路內(nèi)采用梯度算子處理為梯度圖像信號(hào)，而后將該梯度圖像信號(hào)利用邊緣檢測(cè)電路完成圖像信號(hào)的閥值分割處理；最后在邊緣定位電路內(nèi)處理成邊緣二階值圖像信號(hào)，以備后續(xù)電路進(jìn)行處理，由于在邊緣提取處理的操作，使得圖像定位精度得到提高，從而減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量。
[0025]進(jìn)一步的，為提高所拍攝圖像清晰度，所述攝像機(jī)采用CCD攝像機(jī)或CCD照相機(jī)。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，為更好的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，如圖1所示，設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):還包括DSP芯片，所述DSP芯片連接邊緣定位電路，處理成邊緣二階值圖像信號(hào)后將傳輸?shù)紻SP芯片內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行圖像處理，以便后期能夠高保真的還原成原圖，不會(huì)出現(xiàn)圖像失真，同時(shí)也可保障整個(gè)處理儀的數(shù)據(jù)處理性能。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，為更