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申请/专利权人：太原理工大学

摘要：本发明一种基于FPGA的Sobel+Ewma边缘检测系统及方法，属于边缘检测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于FPGA的Sobel+Ewma边缘检测系统硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括PC机、FPGA主控模块、显示屏，FPGA主控模块包括图片数据接收模块、数据缓存模块、Sobel+Ewma模块、数据存储模块、图片显示模块；图片数据接收模块接收从PC机发送的图片，数据缓存模块接收并缓存图片数据接收模块接收的图片数据，通过调用Sobel+Ewma模块实现卷积模板的生成；Sobel+Ewma模块对数据缓存模块的图片做边缘检测处理，数据存储模块用以接收处理好的图片数据并保存；图片显示模块将存储在数据存储模块的经过边缘处理后的图片在显示屏上进行显示；本发明应用于边缘检测。

主权项：1.一种基于FPGA的Sobel+Ewma边缘检测系统，包括PC机、FPGA主控模块、显示屏，其特征在于：所述FPGA主控模块外接PC机和显示屏，所述FPGA主控模块包括图片数据接收模块、数据缓存模块、Sobel+Ewma模块、数据存储模块、图片显示模块；所述图片数据接收模块接收来自PC机传输的串行图片数据，然后将串行数据转换为并行数据并发送给数据缓存模块；所述数据缓存模块接收图片数据接收模块发送过来的图片数据，然后将图片数据发送给Sobel+Ewma模块，同时生成Sobel算子所需的Sobel卷积模板；所述Sobel+Ewma模块通过数据缓存模块生成的Sobel卷积模板与图像数据矩阵做卷积运算，实现图片的边缘检测，图像数据经过边缘检测处理后，使用Ewma算法再次对图像数据进行处理，图像数据经Ewma算法进一步处理后，再发送给数据存储模块；所述数据存储模块接收经过Sobel+Ewma模块处理后图像数据，然后将图像数据发送给图像显示模块；所述图片显示模块将存储在数据存储模块的经过边缘处理后的图片在显示屏上进行显示；所述Sobel+Ewma模块包括Sobel算子模块和Ewma算法模块，Sobel算子模块对图片数据进行初步边缘检测，Ewma算法模块对经过Sobel算子处理后的图片作进一步边缘检测；所述Sobel+Ewma模块共占用38个寄存器、2个FIFO子IP核以及若干与非门，其中Sobel算子模块采用2个FIFO子IP核实现3*3卷积窗口；所述Sobel算子模块对图片作初步边缘检测的步骤为：通过水平和垂直的3*3卷积窗口与图像数据作卷积运算，求得图像水平方向和垂直方向的像素值梯度；然后通过求平方和或求水平、垂直梯度的绝对值之和得到某一个像素点的像素点极值；最后将像素点极值与预设阈值相比较，判断该像素点是否为边缘点；所述Ewma算法模块对经过Sobel算子处理后的图片作进一步边缘检测的步骤为：Ewma算法模块首先对已经判断为边缘像素点的像素数据分配权值系数；然后计算该像素点的像素数据与Ewma权值系数的乘积；而后求出权值系数与最大值的差值；再求出该差值与上一个像素数据的乘积；最后对两个乘积求和，所得和就是该像素点的预测值。

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百度查询： 太原理工大学 一种基于FPGA的Sobel+Ewma边缘检测系统及方法