影像邊緣偵測之參數化FPGA架構設計

A Parameterized FPGA Architecture for Image Edge Detection Algorithms

華春和

指導教授 ： 張吉正 ； 蕭培墉

國立臺灣師範大學/科技學院/工業教育學系/碩士(2002年)

摘要

邊緣乃是具有相當差異之局部特性所構成的邊界，此局部特性包含灰階值、顏色、紋理結構…等。所以在許多的應用場合中，皆以影像邊緣偵測作為影像前處理的過程中一個最重要的步驟。在許多情形下，影像中的物件可以單獨由外型辨識出來，假如一張影像只留下邊緣部分的資訊，這樣一來不但提供了一個做影像分割的方法，也可以大量的減少影像處理及儲存的資料量。
在本研究中對於目前最適合硬體化的邊緣偵測方法，進行演算法的整理與分析，並利用FPGA來實現影像邊緣偵測演算法的硬體架構。所提出影像邊緣偵測參數化架構，其採取的參數化的設計原則包含可以調整影像尺寸(Image Dimension)，可選擇不同的邊緣運算子(Edge Operator)、梯度值運算方法(Gradient Magnitude)以及可調整邊緣影像輸出時的像素置換模式(Pixel Replace)。此硬體架構對一幅256x256 Pixels的八位元灰階影像進行邊緣偵測，只需大約1.4ms的運算時間，以相同的原始影像及參數設定，個人電腦(PC)則需要24ms才能完成全部的運算，因此本論文所提之架構的運算速度比個人電腦快了十七倍。此架構所花費的硬體資源不高，且運算速度完全符合即時影像處理的需求，將提供使用者更高之使用彈性及方便性。

關鍵字

數位影像處理 ； 邊緣偵測 ； 參數化 ； FPGA架構設計

參考文獻

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