一种基于FPGA平台的图像分块校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于工业检测技术领域，公开了一种基于FPGA平台的图像分块校正方法及装置，将目标图像划分为多个矩形块，矩形块作为感兴趣区域ROI，然后将每个矩形块依据主对角线分为上下两个直角三角形，每个直角三角形构成一个分块图像，对多个分块图像依照序号进行排列，并对每个分块图像进行映射处理；装置包括集成于FPGA的AXI4总线、AXI4‑lite总线、流生成模块、数据加载模块、映射模块、数据处理模块。本发明专利技术能够解决现有技术中图像校正难以做到速度和效果双重兼顾的问题，能够较好满足工业要求。

An Image Block Correction Method and Device Based on FPGA Platform

The invention belongs to the field of industrial detection technology, and discloses an image block correction method and device based on the platform of FPGA. The target image is divided into several rectangular blocks, which act as ROI of the region of interest. Then each rectangular block is divided into two right triangles according to the main diagonal line, each right triangle constitutes a block image, and several block images are numbered according to the sequence number. The device includes AXI4 bus, AXI4 Lite bus, stream generation module, data loading module, mapping module and data processing module integrated in FPGA. The invention can solve the problem that image correction in the prior art is difficult to achieve both speed and effect, and can better meet the industrial requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA平台的图像分块校正方法及装置
本专利技术涉及工业检测
，尤其涉及一种基于FPGA平台的图像分块校正方法及装置。
技术介绍
在工业视觉应用中，图像采集是通过相机拍摄图像进行，目前采集的原始图像或多或少存在畸变，畸变是由相机本身的原因，以及相机拍摄角度等原因造成，此情况拍摄的图片在后续检测中需要做校正处理，才能够满足后面检测要求。目前针对图像校正方案比较多，图像几何校正包括畸变校正、透视变换以及仿射变换，这些算法本身比较成熟，很多应用下都是基于原始算法进行开发，并且基于PC平台进行开发，在实时性要求比较高的情况下，不能满足要求。此外，目前也有一些基于FPGA平台设计的校正算法案例，相对于PC算法有些改进和加速，但总体来讲，多是针对算法本身进行实现或者做某种近似处理，大多不能做到速度和效果双重兼顾，对于工业检测领域应用来讲，远远没有达到最优效果，在目前面板检测领域，应用效果不是太好。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种基于FPGA平台的图像分块校正方法及装置，解决了现有技术中图像校正难以做到速度和效果双重兼顾的问题。本申请实施例提供一种基于FPGA平台的图像分块校正方法，将目标图像划分为多个矩形块，所述矩形块作为感兴趣区域ROI，然后将每个所述矩形块依据主对角线分为上下两个直角三角形，每个所述直角三角形构成一个分块图像，对多个所述分块图像依照序号进行排列，并对每个所述分块图像进行映射处理。优选的，对所述直角三角形进行映射归一化处理，得到等腰直角三角形，所述等腰直角三角形作为所述分块图像。优选的，将所述分块图像中的点与校正参数进行矩阵运算，获得目标图像ROI中的点在原始图像ROI中的对应点的坐标，通过双线性插值获得对应点的像素灰度值，将得到的所述像素灰度值填充到映射前的目标图像对应坐标处，得到校正后的分块图像。优选的，对多个校正后的分块图像依照序号进行排列处理，得到校正后的目标图像。另一方面，本申请实施例提供一种基于FPGA平台的图像分块校正装置，包括集成于FPGA的AXI4总线、AXI4-lite总线、流生成模块、数据加载模块、映射模块、数据处理模块；所述AXI4总线用于加载总线参数、读取原始图像、写入目标图像；所述AXI4-lite总线用于访问寄存器参数；所述流生成模块用于将DDR中读取的总线参数分成三个数据流，三个数据流分别为原始图像分块ROI数据流、校正参数数据流、目标图像分块ROI数据流，并将所述原始图像分块ROI数据流传递至所述数据加载模块，将所述校正参数数据流传递至所述映射模块，将所述目标图像分块ROI数据流传递至所述数据处理模块；所述数据加载模块用于根据所述原始图像分块RIO数据流，从DDR中读取ROI信息，并以流水线的方式将所述ROI信息传递至所述映射模块；所述映射模块用于接收所述ROI信息，根据所述校正参数数据流获取校正参数，根据所述ROI信息，将目标图像ROI中的点与所述校正参数进行矩阵运算，获得目标图像ROI中的点在原始图像ROI中的对应点的坐标，通过双线性插值获得对应点的像素灰度值，将得到的所述像素灰度值填充到映射前的目标图像对应坐标处，并以流水线的方式将数据传递至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于接收来自所述映射模块的数据流，根据所述目标图像分块RIO数据流，从DDR中读取图像分块信息，根据所述图像分块信息将映射模块的数据整合到对应的目标图像RIO区域内，获得目标图像，并将所述目标图像写入DDR中。优选的，所述寄存器参数包括：原始图像的分辨率、目标图像的分辨率、图像分块大小、块起始地址偏移。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在本申请实施例中，充分利用FPGA的优势，将图像分块为直角三角形，并且将分块的数据做到全流水处理，并且每个块中每一行能够做到猝发访问，访问DDR效率高。本专利技术基于FPGA平台实现局部三角仿射变换的方式进行图像校正，能够较好满足工业要求。附图说明为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA平台的图像分块校正装置的模块连接示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA平台的图像分块校正方法中目标图像分块的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA平台的图像分块校正方法中分块映射的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于FPGA平台的图像分块校正方法中映射归一化为等腰直角三角形的示意图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本实施例提供了一种基于FPGA平台的图像分块校正装置，如图1所示，包括三个AXI4总线，分别用于总线参数加载、原始图像读取以及目标图像写入；包括一个AXI4-lite总线，用于访问寄存器参数。基于FPGA平台的图像分块校正装置通过四个模块对数据进行处理，包括流生成模块、数据加载模块、映射模块、数据处理模块。所述流生成模块用于将DDR中读取的总线参数分成三个数据流，分别是原始图像分块ROI数据流、校正参数数据流、目标图像分块ROI数据流。所述数据加载模块用于依据所述原始图像分块RIO数据流，通过AXI4总线，从DDR中读取ROI信息(ROI信息主要包括ROI(Regionofinterest，感兴趣区域)的宽度和高度)，然后以流水线的方式将所述ROI信息传递到下级模块。所述映射模块用于通过校正参数(来自所述校正参数数据流)与目标图像ROI中所有点进行运算，找到目标图像ROI中的所有点在原始图像ROI中的对应点坐标，然后进行双线性插值，找到对应点的像素灰度值，然后填充到目标图像对应的点中，然后数据以流的方式流入下级模块。所述数据处理模块用于接收所述目标图像分块ROI数据流和映射后计算出来的数据流，并将映射模块的数据整合到对应的目标图像RIO内，然后写入DDR中。即根据目标图像分块ROI数据流，获取ROI相关信息，然后将前一级模块的数据依次装载到ROI区域中，所有的ROI边填充边写入DDR，最终获取目标图像。总的来说，所述数据处理模块的功能是将处理后图像按照先后顺序排列，组成一个数据流，源源不断的传给后级模块。上述数据处理中涉及的图像分块校正如下：在图像发生畸变时，通过分块方式进行处理，首先将目标图像分成一个个的矩形块，然后将每个矩形依据主对角线分成两个直角三角形，分成上下两个直角三角形。目标图像分辨率为M*N，其中M表示行，N表示列，将M*N的图像依据gridY和gridX进行分块，gridX表示的是水平方向矩形块长度，gridY表示垂直方向矩形块的长度，然后将gridX*gridY大小矩形块分成上下两个直角三角形。如图2所示，是目标图像分块结构图，这里只给出一部分数据块，并将分块图像依据序号进行排列，分别对每个三角形块进行映射处理。分块校正是依据坐标关系，将目标图像分为上下两个直角三角进行处理，直角三角形中对应的坐标与校正矩阵参数进行矩阵运算，找到其对应的原始图片的坐标，然后将原始图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA平台的图像分块校正方法，其特征在于，将目标图像划分为多个矩形块，所述矩形块作为感兴趣区域ROI，然后将每个所述矩形块依据主对角线分为上下两个直角三角形，每个所述直角三角形构成一个分块图像，对多个所述分块图像依照序号进行排列，并对每个所述分块图像进行映射处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA平台的图像分块校正方法，其特征在于，将目标图像划分为多个矩形块，所述矩形块作为感兴趣区域ROI，然后将每个所述矩形块依据主对角线分为上下两个直角三角形，每个所述直角三角形构成一个分块图像，对多个所述分块图像依照序号进行排列，并对每个所述分块图像进行映射处理。2.根据权利要求1所述的基于FPGA平台的图像分块校正方法，其特征在于，对所述直角三角形进行映射归一化处理，得到等腰直角三角形，所述等腰直角三角形作为所述分块图像。3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA平台的图像分块校正方法，其特征在于，将所述分块图像中的点与校正参数进行矩阵运算，获得目标图像ROI中的点在原始图像ROI中的对应点的坐标，通过双线性插值获得对应点的像素灰度值，将得到的所述像素灰度值填充到映射前的目标图像对应坐标处，得到校正后的分块图像。4.根据权利要求3所述的基于FPGA平台的图像分块校正方法，其特征在于，对多个校正后的分块图像依照序号进行排列处理，得到校正后的目标图像。5.一种基于FPGA平台的图像分块校正装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-4中任一所述的基于FPGA平台的图像分块校正方法，装置包括集成于FPGA的AXI4总线、AXI4-lite总线、流生成模块、数据加载模块、映射模块、数据处理模块；所述AXI4总线用于加载总线参数、读取原始图像、写入目标图像；所述AX...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文忠，梅林海，汪舟，欧昌东，
申请(专利权)人：武汉精立电子技术有限公司，武汉精测电子集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42