二值圖像 FPGA腐蝕算法解析

二值圖像FPGA腐蝕算法解析1背景知識(shí)二值圖像（BinaryImage）是指將圖像上的每一個(gè)像素只有兩種可能的取值或灰度等級(jí)狀態(tài)，人們經(jīng)常用黑白、B&W、單色圖像表示二值圖像。二值圖像是指在圖像中，灰度等級(jí)只有兩種，也就是說，圖像中的任何像素不是0就是1，再無其他過渡的灰度值。

腐蝕和膨脹是形態(tài)學(xué)處理的基礎(chǔ)，許多形態(tài)學(xué)算法都是以這兩種操作作為基礎(chǔ)的。圖1使用腐蝕去除圖像中的部件圖1a一幅大小為486x486的連線模板二值圖像，圖1b~d分別使用11x11,15X15和45X45的模板進(jìn)行腐蝕。我們從這個(gè)例子看到，腐蝕縮小或細(xì)化了二值圖像中的物體。事實(shí)上，我們可以將腐蝕看成是形態(tài)學(xué)濾波操作，這種操作將小于模板的圖像細(xì)節(jié)從圖像中濾除。2腐蝕算法使用白色腐蝕：圖2腐蝕演示在二值圖像的腐蝕算法過程中我們使用二值圖像3x3圖像矩陣，由圖2可知，當(dāng)九個(gè)格子中不全為‘0’或者‘1’時(shí)，經(jīng)過腐蝕算法后九個(gè)格子的值最終都會(huì)變成‘1’；如果九個(gè)全是‘1’或者‘0’時(shí)，那么最終的結(jié)果九個(gè)全是‘1’或者‘0’。3FPGA腐蝕算法實(shí)現(xiàn)圖3二值圖像腐蝕FPGA模塊架構(gòu)圖3中我們使用串口傳圖，傳入的是二值圖像。FPGA源碼：/*Modulename：binary_image_etch.vDescription：binaryimageetch*/`timescale1ns/1psmodulebinary_image_etch（inputclk，//pixelclkinputrst_n，inpuths_in，inputvs_in，input［15:0］data_in，inputdata_in_en，outpuths_out，outputvs_out，outputreg［15:0］data_out，outputdata_out_en）;wire［15:0］line0;wire［15:0］line1;wire［15:0］line2;reg［15:0］line0_data0;reg［15:0］line0_data1;reg［15:0］line0_data2;reg［15:0］line1_data0;reg［15:0］line1_data1;reg［15:0］line1_data2;reg［15:0］line2_data0;reg［15:0］line2_data1;reg［15:0］line2_data2;regdata_out_en0;regdata_out_en1;regdata_out_en2;reghs_r0;reghs_r1;reghs_r2;regvs_r0;regvs_r1;regvs_r2;wire［18:0］result_data;line3x3line3x3_inst（.clken（data_in_en），.clock（clk），.shiftin（data_in），.shiftout（），.taps0x（line0），.taps1x（line1），.taps2x（line2））;//----------------------------------------------------------------------//Formanimagematrixofthreemultipliedbythree//----------------------------------------------------------------------always@（posedgeclkornegedgerst_n）beginif（！rst_n）beginline0_data0《=16‘b0;line0_data1《=16’b0;line0_data2《=16‘b0;line1_data0《=16’b0;line1_data1《=16‘b0;line1_data2《=16’b0;line2_data0《=16‘b0;line2_data1《=16’b0;line2_data2《=16‘b0;data_out_en0《=1’b0;data_out_en1《=1‘b0;data_out_en2《=1’b0;hs_r0《=1‘b0;hs_r1《=1’b0;hs_r2《=1‘b0;vs_r0《=1’b0;vs_r1《=1‘b0;vs_r2《=1’b0;endelseif（data_in_en）beginline0_data0《=line0;line0_data1《=line0_data0;line0_data2《=line0_data1;line1_data0《=line1;line1_data1《=line1_data0;line1_data2《=line1_data1;line2_data0《=line2;line2_data1《=line2_data0;line2_data2《=line2_data1;data_out_en0《=data_in_en;data_out_en1《=data_out_en0;data_out_en2《=data_out_en1;hs_r0《=hs_in;hs_r1《=hs_r0;hs_r2《=hs_r1;vs_r0《=vs_in;vs_r1《=vs_r0;vs_r2《=vs_r1;endend//-----------------------------------------------------------------//line0_data0line0_data1line0_data2//line1_data0line1_data1line1_data2//line2_data0line2_data1line2_data2//----------------------------------------------------------------always@（posedgeclkornegedgerst_n）beginif（！rst_n）data_out《=16‘h0000;elseif（data_out_en1）if（（line0_data0==16’h0000）&&（line0_data1==16‘h0000）&&（line0_data2==16’h0000）&&（line1_data0==16‘h0000）&&（line1_data1==16’h0000）&&（line1_data2==16‘h0000）&&（line2_data0==16’h0000）&&（line2_data1==16‘h0000）&&（line2_data2==16’h0000））data_out《=line1_data1;elseif（（line0_data0==16‘hffff）&&（line0_data1==16’hffff）&&（line0_data2==16‘hffff）&&（line1_data0==16’hffff）&&（line1_data1==16‘hffff）&&（line1_data2==16’hffff）&&（line2_data0==16‘hffff）&&（line2_data1==16’hffff）&&（line2_data2==16‘hfff