基于FPGA的实时图像边缘提取系统

作者：高宏玲; 白昊明^*; 余山; 翟腾; 郭青帅

来源：工业技术创新, 2022, 9(03): 112-119.

DOI：10.14103/j.issn.2095-8412.2022.06.015

• 图像处理
• 边缘检测
• Sobel算子
• FPGA
• 高斯滤波
• 双RAM乒乓

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的并行处理能力能够极大提升数字图像处理效率。通过FPGA编程，在硬件层面提出一种实时图像边缘提取系统。对摄像头采集的视频图像实施灰度转化、高斯滤波、二值化等预处理操作，再利用Sobel算子进行边缘检测，提取图像边缘信息，最终经过VGA显示器实时输出。创新性地提出通过线性移位寄存器级联的方式实现矩阵边界填充，解决了部分边界值的不可用性；利用双RAM乒乓操作输出图像数据，解决了模块间速率不匹配问题；设计人为可调节阈值，过滤不同光照强度带来的噪声影响，边缘相关系数由0.63提高至0.91。系统实时性好，资源占用率仅为可用资源的0.67%～23.70%，在与大型FPGA图像处理工程对接中具有应用潜力。

• 单位
  中国软件评测中心; 电信科学技术研究院; 工业和信息化部软件与集成电路促进中心