基于硬件加速的实时二值图像连通域标记算法

《基于硬件加速的实时二值图像连通域标记算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第5期电子与信息学报Vol.33No.52011年5月JournalofElectronics&InformationTechnologyMay2011基于硬件加速的实时二值图像连通域标记算法*赵菲张路张志勇卢焕章(国防科技大学ATR国防科技重点实验室长沙410073)摘要：针对光学成像制导武器系统对图像处理的实时性要求，该文提出了一种基于硬件加速的2次扫描连通域标记算法。算法结合基于像素和基于游程扫描算法的优点，以像素为基本的扫描单元，以线段为基本的标号单元，在第1次扫描过程中建立临时标号的树形拓扑结构，并输出线段作为结果

2、。第2次扫描对线段进行标号替换完成连通域标记。通过在FPGA+DSP平台中进行实验证明，该文算法的硬件加速实现占用资源少，能够达到较高的性能和执行效率，保证了系统的实时性，具有较高的实用价值。关键词：图像处理；连通域；实时性；三层树；硬件加速中图分类号：TN911.73文献标识码：A文章编号：1009-5896(2011)05-1069-07DOI:10.3724/SP.J.1146.2010.00793AHardwareAccelerationBasedAlgorithmforReal-timeBinaryImageConnect

3、ed-componentLabelingZhaoFeiZhangLuZhangZhi-yongLuHuan-zhang(NationalKeyLaboratoryofAutomaticTargetRecognition(ATR),NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Duetotherequirementforreal-timeimageprocessinginopticalimaginghomingweaponsystems,this

4、paperproposesahardwareaccelerationbasedconnected-componentlabelingalgorithm,whichisarealtimeandtwo-passalgorithm.Thealgorithmintegratesthemeritofpixel-basedandtherun-basedalgorithm,whichsetspixelasscanunitandlineaslabelunit.Tree-shapetopologyisconstructedinthefirstscan

5、process,andlinesareexportedastheresults.Thenthelabelsarereplacedinthesecondscanprocesstocompletetheconnected-componentlabeling.ExperimentsonDSP+FPGAplatformdemonstratethatthehardwareaccelerationimplementationofalgorithmreachesahigherperformanceandefficiencywithlessreso

6、urcesconsumption,andmeetthedemandofreal-timeprocessing.Keywords:Imageprocessing;Connected-component;Real-time;Three-layertree;Hardwareacceleration1引言的等价关系。根据扫描单元的不同，该类方法又可[1,2]分为基于游程扫描的方法、基于像素扫描的方在光学成像制导武器系统中，连通域标记作为[35]−[6]法和基于块扫描的方法。对此类算法的改进主底层最重要的处理任务之一为目标检测、跟踪和识要围绕

7、提高标号等价关系处理及图像访问的效率方别提取图像中的不同区域。由于系统的帧频较高(大面。文献[7]提出了一次扫描的连通域分析方法，其于等于60Hz)，从传感器采集并传输一帧图像给处本质依然是基于图像等价标号的方法。该方法未标理单元到处理单元完成对这帧图像所有的处理(目记图像中的连通区域，而是提取出每个连通区域的标检测、跟踪、识别等)一般只有几毫秒到十几毫秒，特定信息(如像素灰度和、像素坐标和、最小包围框能留给底层图像处理的时间很短。因此，快速的连等)，在需要标识完整连通区域的场合中并不适用。通域标记算法对提高系统性能有着重要的意义。

8、(2)基于区域生长的方法。这类方法不记录和整理临目前已有的快速连通域标记算法大体可分为两时标号之间的等价关系，只需一次扫描即可完成连类：(1)基于等价标号的方法，这类方法至少需要对通域标记。其中文献[8]提出一种基于轮廓追踪的方图像进