基于DSP系统的连通域聚类系统及方法与流程

本发明属于图像处理，具体地，涉及基于dsp系统的连通域聚类系统及方法，更具体是一种基于dsp系统的快速连通域聚类系统及方法。

背景技术：

1、在一幅滤波图像中找出连通域，是计算机视觉中最常见的运算之一。连通域聚类算法可以找到图像中的所有连通域，并对同一连通成分中的所有点分配同一标记。

2、在很多应用中，要求在标记连通域的同时算出连通域的特征，如尺寸、位置、方向与外接矩形。连通域标记广泛被应用于工业领域的视觉检测，为后续的高级图像处理，提供基本信息。

3、目前，采用计算机后处理编程的方式进行红外图像滤波及连通域聚类后处理应用，其综合算力充裕，一般无需考虑额外的优化处理。但是，在嵌入式系统领域，受限于体积、功耗等因素的限制，嵌入式系统的综合算力能力有限，无法有效支持红外图像实时滤波、连通域聚类。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于dsp系统的连通域聚类系统及方法。

2、根据本发明提供的一种基于dsp系统的连通域聚类系统，包括：dsp系统、fpga系统；

3、所述fpga系统对红外图像数据进行流水线滤波处理，生成红外滤波图像并通过fpga系统的srio口发送至dsp系统；

4、所述dsp系统对红外滤波图像进行全局阈值计算，获得二值化分割阈值；所述dsp系统利用二值化分割阈值对红外滤波图像进行二值化处理，获得二值化图像；

5、所述dsp系统从所述二值化图像得到疑似目标点，并针对所述红外滤波图像中与疑似目标点相同像平面位置的像素点，进行八连通域的聚类处理；得到点集信息；

6、所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

7、优选地，所述二值化图像的背景像素的像素值为0，二值化图像的前景像素的像素值为1；

8、所述dsp系统记录作为疑似目标点的所有前景像素的像平面位置信息[row,col]，存入既定的数组存储单元imgindex；其中，row表示行位置，col表示列位置。

9、优选地，所述dsp系统遍历数组存储单元imgindex，而不对二值化图像的全局遍历处理。

10、优选地，仅针对所述红外滤波图像中与数组存储单元imgindex的前景像素相同像平面位置的像素点，进行八连通域聚类处理，将临近八像素点中像素值为1的前景像素点存入dsp系统的存储单元stk中，重复对stk中所有的存储元素进行八连通域聚类处理，直至stk存储单元中元素为空，即结束单次连通域聚类处理，得到点集信息；令所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

11、优选地，所述全局阈值计算和二值化处理，采用多指令流多数据流mimd的方式运算处理。

12、根据本发明提供的一种基于dsp系统的连通域聚类方法，包括：

13、令fpga系统对红外图像数据进行流水线滤波处理，生成红外滤波图像并通过fpga系统的srio口发送至dsp系统；

14、令dsp系统对红外滤波图像进行全局阈值计算，获得二值化分割阈值；所述dsp系统利用二值化分割阈值对红外滤波图像进行二值化处理，获得二值化图像；

15、令所述dsp系统从所述二值化图像得到疑似目标点，并针对所述红外滤波图像中与疑似目标点相同像平面位置的像素点，进行八连通域的聚类处理；得到点集信息；

16、令所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

17、优选地，所述二值化图像的背景像素的像素值为0，二值化图像的前景像素的像素值为1；

18、令所述dsp系统记录作为疑似目标点的所有前景像素的像平面位置信息[row,col]，存入既定的数组存储单元imgindex；其中，row表示行位置，col表示列位置。

19、优选地，令所述dsp系统遍历数组存储单元imgindex，而不对二值化图像的全局遍历处理。

20、优选地，仅针对所述红外滤波图像中与数组存储单元imgindex的前景像素相同像平面位置的像素点，进行八连通域聚类处理，将临近八像素点中像素值为1的前景像素点存入dsp系统的存储单元stk中，重复对stk中所有的存储元素进行八连通域聚类处理，直至stk存储单元中元素为空，即结束单次连通域聚类处理，得到点集信息；令所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

21、优选地，所述全局阈值计算和二值化处理，采用多指令流多数据流mimd的方式运算处理。

22、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

23、1、本发明采用多指令流多数据流mimd的图像快速阈值计算和二值化处理方法，显著提升了dsp系统在滤波图像处理中的性能，可最大程度降低运算代价。

24、2、本发明采用快速连通域聚类方法，提升了连通域聚类方法在dsp系统上的效能。

25、3、本发明仅针对所述红外滤波图像中与数组存储单元imgindex的前景像素相同像平面位置的像素点，进行八连通域聚类处理，连通域聚类处理性能在同类dsp系统的处理性能上优于传统方法1/2倍。

技术特征：

1.一种基于dsp系统的连通域聚类系统，其特征在于，包括：dsp系统、fpga系统；

2.根据权利要求1所述的基于dsp系统的连通域聚类系统，其特征在于，所述二值化图像的背景像素的像素值为0，二值化图像的前景像素的像素值为1；

3.根据权利要求2所述的基于dsp系统的连通域聚类系统，其特征在于，所述dsp系统遍历数组存储单元imgindex，而不对二值化图像的全局遍历处理。

4.根据权利要求3所述的基于dsp系统的连通域聚类系统，其特征在于，仅针对所述红外滤波图像中与数组存储单元imgindex的前景像素相同像平面位置的像素点，进行八连通域聚类处理，将临近八像素点中像素值为1的前景像素点存入dsp系统的存储单元stk中，重复对stk中所有的存储元素进行八连通域聚类处理，直至stk存储单元中元素为空，即结束单次连通域聚类处理，得到点集信息；令所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

5.根据权利要求1所述的基于dsp系统的连通域聚类系统，其特征在于，所述全局阈值计算和二值化处理，采用多指令流多数据流mimd的方式运算处理。

6.一种基于dsp系统的连通域聚类方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的基于dsp系统的连通域聚类方法，其特征在于，所述二值化图像的背景像素的像素值为0，二值化图像的前景像素的像素值为1；

8.根据权利要求7所述的基于dsp系统的连通域聚类方法，其特征在于，令所述dsp系统遍历数组存储单元imgindex，而不对二值化图像的全局遍历处理。

9.根据权利要求8所述的基于dsp系统的连通域聚类方法，其特征在于，仅针对所述红外滤波图像中与数组存储单元imgindex的前景像素相同像平面位置的像素点，进行八连通域聚类处理，将临近八像素点中像素值为1的前景像素点存入dsp系统的存储单元stk中，重复对stk中所有的存储元素进行八连通域聚类处理，直至stk存储单元中元素为空，即结束单次连通域聚类处理，得到点集信息；令所述dsp系统对点集信息进行目标质心计算，提取并给予编号。

10.根据权利要求6所述的基于dsp系统的连通域聚类方法，其特征在于，所述全局阈值计算和二值化处理，采用多指令流多数据流mimd的方式运算处理。

技术总结
本发明提供了一种基于DSP系统的连通域聚类系统和方法，包括：DSP系统、FPGA系统；所述FPGA系统对红外图像数据进行流水线滤波处理，生成红外滤波图像并通过SRIO口发送至DSP系统；所述DSP系统对红外滤波图像进行多指令全局阈值计算，获得二值化分割阈值；所述DSP系统利用二值化分割阈值对红外滤波图像进行多指令二值化处理，获得二值化图像；所述DSP系统从所述二值化图像得到疑似目标点，并对红外滤波图像中的疑似目标点进行八连通域的聚类处理；得到点集信息；所述DSP系统对点集信息进行目标质心计算。本发明采用多指令的图像快速阈值计算和二值化处理方法，显著提升了DSP系统在滤波图像处理中的性能，可最大程度降低运算代价。

技术研发人员：杨彬,汪少林,桑峰,陈俊奇,蒋孝勇,王闯,史亚菲
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17