一种基于FPGA的运动细胞图像处理系统，包括逻辑控制器和分别与逻辑控制器连接的图像处理模块、数据缓存模块、数据存储器及程序存储器，逻辑控制器还与USB通信模块连接。本实用新型专利技术的优点是：系统电路设计简单，集成度高，和其它硬件模块可以很好的兼容，易于升级，操作方法简单，易于实现，从仿真结果来看都能很好的实现运动细胞图像的背景与前景分离，可以很好的实现对运动物体的检测和跟踪。而且可以在FPGA上实现运动细胞图像实时地分离为背景成分图像与前景成分图像，使处理后的运动细胞图像信息可以清晰的显示在基于Windows开发的应用软件上。处理结果可以帮助细胞病理分析医生观察细胞是否出现异常，对其做出评估，从而进行诊断。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于信号检测与处理领域，具体涉及一种基于FPGA的运动细胞图像处理方法及其装置。
技术介绍
随着生物医学仪器的发展，像单细胞分析仪等一些生物医学仪器，越来越多的开始使用图像处理系统来完成对细胞图像的处理，国内目前大多数单细胞分析仪还是使用肉眼来观察显微细胞下的特征，这样不仅不能够自动化，而且费时费力。在细胞图像处理系统中，将拍摄到的每帧运动细胞图像实时地分离为背景成分图像与前景成分图像，对运动细胞图像的进一步地分析和处理起着非常重要的作用。近年来论文和专利描述中，基于FPGA图像处理的硬件实现方法，大多数同时利用FPGA的并行执行能力和外挂处理器指令集，一般有DSP+FPGA，ARM+FPGA，MCU+FPGA的方案，但这些方案因多个芯片及必要的外围电路设计到同一个硬件电路板上，存在板级规模大、集成度低等缺点，给项目研发带来额外的芯片间的通信调试工作；现有针对运动目标检测与运动目标跟踪的方法主要有以下几种:相邻帧差法、背景差分法、基于模型匹配的跟踪、基于区域匹配的跟踪、基于特征匹配的跟踪、基于运动特性的跟踪。每种方法针对应用需求和场景的不同，分别具有各自不同的优缺点。现有技术中，在FPGA上实现视频运动检测系统，基于FPGA的背景差分法目标检测跟踪系统，可以实现针对静态场景中的运动物体进行检测与跟踪，但是该方案需要预先存储背景信息，当背景变换时，该系统不能很好的进行对运动物体进行检测和跟踪。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是为克服现有技术的不足，提供一种实现高分辨率细胞图像的实时、在线采集和处理于一体的运动细胞图像处理系统。该系统电路设计简单，集成度高，和其它硬件模块可以很好的兼容，易于升级。实现本技术目的的技术方案是:一种基于FPGA的运动细胞图像处理系统，包括逻辑控制器和分别与逻辑控制器连接的图像处理模块、数据缓存模块、数据存储器及程序存储器，逻辑控制器还与USB通信模块连接。设有视频处理模块，与数据缓存模块连接。设有图像采集模块，通过视频处理模块与数据缓存模块连接。所述逻辑控制器由图像采集控制模块、中断管理模块、总线切换模块构成，其中，图像采集控制模块与数据缓冲模块连接，中断管理模块、总线切换模块分别与数据处理模块连接。所述图像采集模块为CXD摄像头。所述逻辑控制器通过USB通信模块与上位机连接。本技术的优点是:系统电路设计简单，集成度高，和其它硬件模块可以很好的兼容，易于升级，操作方法简单，易于实现，从仿真结果来看都能很好的实现运动细胞图像的背景与前景分离，可以很好的实现对运动物体的检测和跟踪。而且可以在FPGA上实现运动细胞图像实时地分离为背景成分图像与前景成分图像，使处理后的运动细胞图像信息可以清晰的显示在基于Windows开发的应用软件上。处理结果可以帮助细胞病理分析医生观察细胞是否出现异常，对其做出评估，从而进行诊断。【附图说明】图1图像处理系统总体构成结构框图；图2逻辑控制器内部结构框图；图3基于sober算子的背景与前景分离算法流程图.【具体实施方式】本技术专利技术的基于FPGA的运动细胞图像处理系统主要由系统软件和硬件构成，软件部分主要完成运动细胞图像的预处理和处理以及运动细胞图像的传输。运动细胞图像的预处理包括对运行细胞图像进行去噪和灰度处理；运动细胞图像的处理主要完成基于sober算子的背景与前景分离算法；运动细胞图像的传输主要完成对USB2.0通信模块初始化以及完成对数据传输读写的控制。整个硬件部分由视频处理模块、逻辑控制模块、程序存储模块、数据存储模块、USB2.0通信模块等部分组成。下面结合附图对本专利技术作进一步描述。硬件见图1、图2。在图1中，本技术专利技术专利包括:视频处理模块、数据缓存模块、数据存储模块、运动细胞图像处理模块、逻辑控制模块、程序存储模块、USB2.0通信模块。视频输入端与摄像头输出端相连，输出端与逻辑控制器连接，将模拟视频信号转换成数字信号，同时输出从模拟信号中分离出同步信号和像素时钟。本技术视频处理模块采用OmniVis1n公司生产的0V7725图像传感器，该传感器最高支持640*480@60ΗΖ分辨的视频输出，具有标准的SCCB配置接口，可以配置输出RGB422、RGB565、RGB444、YVA422这几种格式的视频流。数据缓存模块属于逻辑控制模块中内部的功能模块，直接与视频输出模块相连，实现对高速的运动视频流进行缓存。数据存储模块与逻辑控制模块相连，在逻辑控制的控制下，可以实现对高速的运动视频流进行存储。本技术数据存储模块采用Hynix的SDRAM HY57V641620，此款SDRAM共有4Banks*1024*16Bit的资源，作为视频图像的内存。运动细胞图像处理模块属于逻辑控制器的功能模块，该功能模块主要采用如下方式对运动细胞图像的处理:首先逻辑控制器从数据存储模块中读入运动细胞图像数据，之后对读入的运动细胞图像数据采用中值滤波的方法进行图像的去噪，对去噪后的运动细胞图像利用sober算子对其进行边缘检测，如果有偶数个边缘，偶数个边缘内的像素值用原运动细胞图像的灰度像素值进行填充。如果有奇数个边缘，第一个边缘之后的像素值用原运动细胞图像的灰度像素值进行填充。边缘之外的区域进行置零处理。逻辑控制模块分别与视频处理模块的输出端、数据存储模块、程序存储模块、USB2.0通信模块相连，利用视频处理模块输出的同步信号与像素时钟实现数据缓存模块、数据存储模块、程序存储模块和USB2.0通信模块的读写控制，以及对运动细胞图像进行基于sober算子的背景与前景分当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA的运动细胞图像处理系统，其特征是：包括逻辑控制器和分别与逻辑控制器连接的图像处理模块、数据缓存模块、数据存储器及程序存储器，逻辑控制器还与USB通信模块连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王勋，罗晓曙，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：新型
国别省市：广西;45
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