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]本實用新型涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，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，對于圖片輪廓的一個處理。對于邊界處，灰度值變化比較劇烈的地方，就定義為邊緣。也就是拐點，拐點是指函數(shù)發(fā)生凹凸性變化的點。二階導(dǎo)數(shù)為零的地方。并不是一階導(dǎo)數(shù)，因為一階導(dǎo)數(shù)為零，表示是極值點。
[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(對于數(shù)字圖像來說就是差分)，在信號處理的角度來看，也可以說是用高通濾波器，即保留高頻信號。
[0004]FPGA (Field — Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在 PAL、GAL, CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于設(shè)計出一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀，為實現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過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，不僅達到提高圖像的定位精度，同時可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量。
[0006]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(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、AD轉(zhuǎn)換電路及用于進行圖像邊緣提取的FPGA芯片組成，所述攝像機連接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、邊緣增強電路、邊緣檢測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電路，所述邊緣增強電路連接邊緣檢測電路，所述邊緣檢測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]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，還包括DSP芯片，所述DSP芯片連接邊緣定位電路。
[0008]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，還包括DA轉(zhuǎn)換電路，所述DA轉(zhuǎn)換電路連接DSP芯片。
[0009]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，所述DSP芯片與AD轉(zhuǎn)換電路及DA轉(zhuǎn)換電路之間還通過I2C總線連接。
[0010]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，還包括顯示器，所述顯示器連接DA轉(zhuǎn)換電路。
[0011]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，所述顯示器的顯示屏采用LED液晶顯示屏。
[0012]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，還包括存儲器電路，所述存儲器電路連接DSP芯片。
[0013]為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，所述存儲器電路包括分別與DSP芯片相連接的隨機存儲器及FLASH存儲器。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0015](I)本實用新型為實現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過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，不僅達到提高圖像的定位精度，同時可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量。
[0016](2)本實用新型采用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)定性與時效性。
[0017](3)本實用新型利用FPGA在硬件并行結(jié)構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)的特點可形成圖像邊緣提取處理的速度優(yōu)勢，完全可以滿足圖像實時處理的要求，具有很強的實用性。
[0018](4)本實用新型在DSP芯片處理環(huán)節(jié)中采用多種存儲器結(jié)合的處理方式，可進一步的提高整個儀器的處理性能，并且能夠達到有效備份的目的，使得后期數(shù)據(jù)調(diào)用時有據(jù)可依。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型所述FPGA芯片內(nèi)設(shè)置的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0022]實施例1:
[0023]本實用新型提出了一種用于圖像邊緣提取的智能圖像處理儀，為實現(xiàn)在數(shù)字圖像處理過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，不僅達到提高圖像的定位精度，同時可減少圖像后續(xù)處理中的數(shù)據(jù)量，如圖1所示，主要由攝像機、AD轉(zhuǎn)換電路及用于進行圖像邊緣提取的FPGA芯片組成，所述攝像機連接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、邊緣增強電路、邊緣檢測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電路，所述邊緣增強電路連接邊緣檢測電路，所述邊緣檢測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]將本實用新型搭載好，上電后，攝像機將拍攝的圖像通過AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸?shù)紽PGA芯片內(nèi)，在FPGA芯片內(nèi)完成圖像邊緣提取處理，在進行圖像邊緣提取處理時，首先將有AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過還原圖像電路進行預(yù)處理，而后利用圖像濾波電路進行信號濾波，完成平滑圖像的處理；經(jīng)濾波處理后的圖像信號再次傳輸?shù)竭吘壴鰪婋娐穬?nèi)采用梯度算子處理為梯度圖像信號，而后將該梯度圖像信號利用邊緣檢測電路完成圖像信號的閥值分割處理；最后在邊緣定位電路內(nèi)處理成邊緣二階值圖像信號，以備后續(xù)電路進行處理，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]進一步的，為提高所拍攝圖像清晰度，所述攝像機采用CCD攝像機或CCD照相機。
[0026]實施例2:
[0027]本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，為更好的進一步實現(xiàn)本實用新型，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后將傳輸?shù)紻SP芯片內(nèi)進一步進行圖像處理，以便后期能夠高保真的還原成原圖，不會出現(xiàn)圖像失真，同時也可保障整個處理儀的數(shù)據(jù)處理性能。
[0028]實施例3:
[0029]本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，為更