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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(shuō),圖像中的任何像素不是0就是1,再無(wú)其他過(guò)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(guò)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(guò)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
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