基于膨胀腐蚀的图像处理系统及图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于膨胀腐蚀的图像处理技术。
【背景技术】
[0002]膨胀的具体操作是:用一个结构元素(一般是3X3的大小)扫描图像中的每一个像素，将结构元素中的每一个像素与其覆盖的像素做“或”操作，如果都为0，则该像素为0，否则为I。
[0003 ]在图1 a中，图像A是被处理图像，图像X是结构元素，标有or i g i η的点是中心点，Sp当前处理元素的位置。膨胀的方法是，拿X的中心点和A上的点一个一个地比对，如果X上有一个点落在A的范围内，则该点就为黑。图片B是图像A膨胀I次后的结果，图片C为图像A膨胀两次后的结果。
[0004]其中，100为原始有效点；101为原始无效点；102为膨胀I次后增加的点；103为膨胀2次后增加的点。
[0005]腐蚀的具体操作是:用一个结构元素(一般是3X3的大小)扫描图像中的每一个像素，将结构元素中的每一个像素与其覆盖的像素做“与”操作，如果都为I，则该像素为I，否则为O。
[0006]在图1b中，左边是被处理的图象A?。腐蚀的方法是，拿X的中心点和A?上的点一个一个地对比，如果X上的所有点都在A?的范围内，则该点保留，否则将该点去掉。B?是腐蚀I次后的结果，C?为腐蚀两次的结果。
[0007]其中，104为腐蚀一次去掉的点；105为腐蚀两次去掉的点。
[0008]对于膨胀而言，只要以当前点为中心的3X3块中任一点为I当前点就置I了；腐蚀与之相反，但并不是逆运算;一幅图像先膨胀后腐蚀以后不一定能得到原图像。
[0009]膨胀腐蚀合并结果如图1c所示，为原始图像A经过2次膨胀，2次腐蚀之后的结果。
[0010]在现有技术中，图像处理过程较为复杂，且处理过程中的效率不高，不能清晰的分离出图像的前景目标和背景效果，影响用户体验。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种基于膨胀腐蚀的图像处理系统及图像处理方法，其目的在于利用膨胀腐蚀算法对图像进行多次处理，最终能够显式地分离出图像的前景目标和背景效果，提高了图像处理的效率，保证了图像处理的效果，且实施方式简便，便于推广。
[0012]为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于膨胀腐蚀的图像处理方法，包含以下步骤:
[0013]计算单帧图像中的背景标识离散点，获取所述背景标识离散点的图像帧；
[0014]对所述背景标识离散点的图像帧进行反复膨胀，得到边沿连续的图像；
[0015]对经所述反复膨胀后的图像进行多次腐蚀；
[0016]对经所述腐蚀后的图像进行背景去除，标识出封闭边沿的目标；
[0017]其中，由运算处理模块执行所述膨胀和所述腐蚀的处理。
[0018]本发明的实施方式还提供了一种基于膨胀腐蚀的图像处理系统，包含:图像帧获取模块，用于计算单帧图像中的背景标识离散点，获取所述背景标识离散点的图像帧；
[0019]运算处理模块，用于对所述背景标识离散点的图像帧进行反复膨胀，得到边沿连续的图像;并对经所述反复膨胀后的图像进行多次腐蚀；
[0020]背景处理模块，用于对经所述腐蚀后的图像进行背景去除，标识出封闭边沿的目标。
[0021]本发明实施方式相对于现有技术而言，通过计算单帧图像中的背景标识离散点，获取所述背景标识离散点的图像帧;对所述背景标识离散点的图像帧进行反复膨胀，得到边沿连续的图像;对经反复膨胀后的图像再进行多次腐蚀;然后对经腐蚀后的图像进行背景去除，进而标识出封闭边沿的目标。通过多次对图像进行膨胀与腐蚀操作处理，能够显式分离出图像的前景目标与背景，提高了图像处理过程中的效率，避免了图像处理过程中繁重的工作量，适合在图像处理领域推广。
[0022]作为进一步改进，背景标识离散点的图像帧保存在片外存储器内；在所述运算处理模块执行所述膨胀和所述腐蚀的处理之前，还包含:将所述片外存储器存储的数据，缓存至片内存储装置中；将所述片内存储装置缓存的数据输出至运算处理模块;将所述运算模块处理完毕的数据输出至片外存储器。
[0023]其中，所述片外存储器的存储容量大于片内存储装置的存储容量;所述片外存储器的读写速度小于片内存储装置的读写速度。这种改进方式充分利用了片外存储器存储容量大和片内存储装置存取速度快的优点，能够快速高效的完成大数据量的读取与处理。
[0024]作为进一步改进，在所述运算处理模块执行所述膨胀的处理之前，还包含:在所述图像帧的首行前、尾行后分别填充一行全为I的数据，在所述图像帧的首列前、尾列后分别填充一列全为I的数据；
[0025]在所述运算处理模块执行所述腐蚀的处理之前，还包含:在所述图像帧的首行前、尾行后分别填充一行全为O的数据，在所述图像帧的首列前、尾列后分别填充一列全为O的数据。
[0026]这种改进方式一方面方便运算处理模块对图像数据进行处理，另一方面，做膨胀操作前，在图像帧的首行前、尾行后、首列前、尾列后分别填充一行全为I的数据；以及在做腐蚀操作前，在图像帧的首行前、尾行后、首列前、尾列后分别填充一行全为O的数据，可以使得被处理的数据刚好位于结构元素的中心。
[0027]作为进一步改进，所述片内存储装置包含第一片内存储器和第二片内存储器;所述将片外存储器存储的数据，缓存至片内存储装置的步骤中，将所述片外存储器存储的数据，交替缓存到所述第一片内存储器和所述第二片内存储器中；所述将片内存储装置缓存的数据输出至运算处理模块的步骤中，将所述第一片内存储器和所述第二片内存储器内缓存的数据，与所述片外存储器内存储的数据拼接后输出至所述运算处理模块。
[0028]本实施方式中，充分利用片外存储器存储容量大和片内存储器存取速度快的优点，将片外存储器存储的大容量数据交替缓存到片内存储装置中，并且将两行片内存储器中存储的数据与片外存储器中存储的数据拼接以方便后续运算处理模块对数据进行处理，提高了整个图像处理过程中的效率。
[0029]作为进一步改进，将所述片外存储器存储的数据，交替缓存到所述第一片内存储器和所述第二片内存储器的步骤中，将所述片外存储器存储的数据，经先入先出FIFO模块交替缓存到所述第一片内存储器和所述第二片内存储器中。增加先入先出FIFO模块，可以起到蓄峰平谷的作用。
[0030]作为进一步改进，所述FIFO模块为异步FIFO模块。
[0031]本实施方式的优点是:当大量数据从总线流向数据缓存控制模块时，如果不使用异步FIFO模块，数据会全部涌入数据缓存控制模块的输入端口，可能会造成输入端口被堵死。当使用了异步FIFO模块时，数据会平稳流向数据缓存控制模块的输入端口，不仅能够起到蓄峰平谷的作用，同时还可以处理跨时钟域，减少耦合，避免片外存储器和片内存储器相互等待，从而为后续设计提供稳定的数据。
[0032]作为进一步改进，所述第一片内存储器和所述第二片内存储器均为双端口片内存储器。本实施方式使得片内存储器可以同时进行读写操作，提高了片内存储器的读写效率。
[0033]所述第一片内存储器、所述第二片内存储器和所述片外存储器的数据位宽均为64位，地址位宽均为16位。本实施方式可以满足图像处理过程中高效快速读写数据的需求，同时提高了吞吐带宽。
[0034]作为进一步改进，所述运算处理模块执行所述膨胀处理时，采用3x3大小的结构元素，或采用5x5大小的结构元素，进行所述膨胀处理；
[0035]所述运算处理模块执行所述腐蚀处理时，采用3x3大小的结构元素，或采用5x5大小的结构元素，进行所述腐蚀处理。