【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连通域分析领域，具体涉及一种基于zynq芯片的连通域获取方法。
技术介绍
1、随着工业制造过程中视觉检测需求的逐步增加，对检测速度也提出了更高的要求，为此，视觉检测设备需要加快检测节拍、以跟随生产线上的制造速度。在视觉检测过程中，需要进行图像处理，为了识别目标物(待测物或者缺陷)所在区域，通常需要进行连通域分析，将目标物所在的区域标记出来，并进一步分析连通域的面积，以此作为评价目标物的指标。
2、现有的连通域分析方法为：基于上位机或者arm对连通域的轮廓坐标提取与面积统计，这种方法存在以下问题：
3、1、必须等待单帧图像全部采集完成且被存储至能被操作的存储空间，才能进行相关运算；计算量大，耗时长。
4、2、连通域面积的求取过程需在连通域轮廓坐标提取后，再单独计算，处理时间增加。
5、对此，该方法存在计算速度慢、耗时长的问题，处理图像的耗时需要在秒级，难以满足高节拍的检测要求。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于zynq芯片的连通域获取方法，其采用zynq内部的fpga与arm进行异构计算，有效提升了连通域的获取速度，将连通域分析时间降低至毫秒级，相比于现有基于上位机/arm的处理方法，运算时间缩短了100倍，能够满足高节拍检测需求。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于zynq芯片的连通域获取方法，所述zynq芯片包括fpga芯片、arm芯片和ddr芯片，所述f
4、所述fpga芯片内部设有内部存储器和寄存器组i，所述内部存储器为fifo或者bram，所述寄存器组i由9个寄存器组成；
5、步骤一、图像中各像素点信息以数据流的形式逐行存入到所述内部存储器中，当第三行像素点信息开始存入时，以图像的起始像素点为中心像素点，利用3×3选区框选已存入的像素点信息并将其依次发送到寄存器组i中存储、执行步骤a；将3×3选区逐像素移动，每次移动，均将选框内的像素点信息发送到寄存器组i中存储并执行步骤a，直到图像中的所有像素点均被作为中心像素点执行过步骤a；
6、所述步骤a为：利用two-pass方法的判断原则，对寄存器组i中的中心像素点进行标记，若存在被标记的像素点，则记录其横、纵坐标并为其分配对应的标记号；
7、根据不同标记号像素点之间的连通情况，采用并查集的方式记录不同标记号所属的集合，并存储到所述ddr芯片中；
8、步骤二、所述arm芯片遍历ddr芯片中存储的各个像素点和标记号，根据不同标记号对应的并查集将各个像素点和标记号分别归类，将属于同一类别的各个像素点和标记号统一存储。
9、为了便于获取连通域面积，优选，所述fpga芯片内部还设有寄存器组ii，其由另外9个寄存器组成。
10、一种基于zynq芯片的连通域获取方法，其特征在于：所述zynq芯片包括fpga芯片、arm芯片和ddr芯片，所述fpga芯片、arm芯片均能够访问ddr芯片，其特征在于：
11、所述fpga芯片内部设有内部存储器、寄存器组i和寄存器组ii，所述内部存储器为fifo或者bram，所述寄存器组i由9个寄存器组成,所述寄存器组ii由另外9个寄存器组成；
12、步骤一、图像中各像素点信息以数据流的形式逐行存入到所述内部存储器中，当第三行像素点信息开始存入时，以图像的起始像素点为中心像素点，利用3×3选区框选已存入的像素点信息并将其依次发送到寄存器组i中存储、执行步骤a；将3×3选区逐像素移动，每次移动，均将选框内的像素点信息发送到寄存器组i中存储并执行步骤a，直到图像中的所有像素点均被作为中心像素点执行过步骤a；
13、所述步骤a为：利用two-pass方法的判断原则，对寄存器组i中的中心像素点进行标记，若存在被标记的像素点，则记录其横、纵坐标并为其分配对应的标记号；
14、经过步骤a处理后的中心像素点以数据流的形式逐行存入到所述内部存储器中，当第三行像素点信息开始存入时，以起始像素点为中心像素点，利用3×3选区框选已存入的像素点信息并将其依次发送到寄存器组ii中存储、执行步骤b；将3×3选区逐像素移动，每次移动，均将选框内的像素点信息发送到寄存器组ii中存储并执行步骤b，直到所有像素点均被作为中心像素点执行过步骤b；
15、所述步骤b为：若中心像素点在步骤a中已经被标记，则直接记录当前标记号，否则，当中心像素点是否满足灰度/颜色阈值条件时，将其标记，并将该位置的左方、左上方、上方、右上方的相邻像素点中的最小标记号赋值给该像素点的标记号，并记录；
16、根据不同标记号像素点之间的连通情况，采用并查集的方式记录不同标记号所属的集合，并存储到所述ddr芯片中；
17、步骤二、所述arm芯片遍历ddr芯片中存储的各个像素点和标记号，根据不同标记号对应的并查集将各个像素点和标记号分别归类，将属于同一类别的各个像素点和标记号统一存储。进一步，步骤二中，统计属于同一类别的标记号的数量，将其作为连通域的面积值。
18、进一步，所述选区按照从左向右、从上到下的次序逐像素移动。
19、进一步，步骤a中，two-pass方法的判断原则如下：
20、当中心像素点满足灰度/颜色阈值条件且该像素点的上方、左方、右方与下方存在一个不满足灰度/颜色阈值条件的相邻像素点时，将其标记，其初始标记号为1，未被标记的像素点的标记号为空；
21、若被标记的像素点的左方、左上方，上方，右上方相邻的像素点均未被标记，则当前标记号自增1；否则，查找这四个相邻像素点中最小标记号，将最小标记号的数值赋值给当前标记号；
22、当被标记的像素点的左方、左上方，上方，右上方相邻像素点存在不同标记号的情况时，记录不同标记号对应的并查集。
23、进一步，步骤一中，所述像素点信息包括灰度/颜色以及像素点横纵坐标。
24、优选，步骤一中，利用3×3选区框选已存入的像素点信息并将其按照从左到右、从上到下的次序发送到寄存器组ii/寄存器组ii中存储。
25、步骤二中，为了便于观察，将属于同一类别的各个像素点的标记号统一为相同数值，并根据其横纵坐标信息在图像中加以标注。
26、进一步，当以图像边缘处的像素点为中心像素点时，若选区内的像素点信息为空，则进行补零处理。
27、本专利技术方法具有以下特点：
28、①本方法不必等待单帧图像全部采集完成且被存储，实时性更高，速度更快，具体而言：本方法处理时，图像信息输入到fpga中的3×3寄存器组，当寄存器组被填充后，即开始连通域标记处理，随着数据流的实时流入，完成了对图像的实时解算，获取到不同连通域内的标记点信息，后续由arm进行并查集处理，逐个标记点判断其分类，将各个连通域内的标记点区分开来，完成连通域分析。
【技术保护点】
1.一种基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，所述ZYNQ芯片包括FPGA芯片、ARM芯片和DDR芯片，所述FPGA芯片、ARM芯片均能够访问DDR芯片，其特征在于：
2.一种基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：所述ZYNQ芯片包括FPGA芯片、ARM芯片和DDR芯片，所述FPGA芯片、ARM芯片均能够访问DDR芯片，其特征在于：
3.如权利要求2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤二中，统计属于同一类别的标记号的数量，将其作为连通域的面积值。
4.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：所述选区按照从左向右、从上到下的次序逐像素移动。
5.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤A中，Two-Pass方法的判断原则如下：
6.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤一中，所述像素点信息包括灰度/颜色以及像素点横纵坐标。
7.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤一中，
8.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤二中，将属于同一类别的各个像素点的标记号统一为相同数值，并根据其横纵坐标信息在图像中加以标注。
9.如权利要求1或2所述基于ZYNQ芯片的连通域获取方法，其特征在于：当以图像边缘处的像素点为中心像素点时，若选区内的像素点信息为空，则进行补零处理。
...【技术特征摘要】
1.一种基于zynq芯片的连通域获取方法，所述zynq芯片包括fpga芯片、arm芯片和ddr芯片，所述fpga芯片、arm芯片均能够访问ddr芯片，其特征在于：
2.一种基于zynq芯片的连通域获取方法，其特征在于：所述zynq芯片包括fpga芯片、arm芯片和ddr芯片，所述fpga芯片、arm芯片均能够访问ddr芯片，其特征在于：
3.如权利要求2所述基于zynq芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤二中，统计属于同一类别的标记号的数量，将其作为连通域的面积值。
4.如权利要求1或2所述基于zynq芯片的连通域获取方法，其特征在于：所述选区按照从左向右、从上到下的次序逐像素移动。
5.如权利要求1或2所述基于zynq芯片的连通域获取方法，其特征在于：步骤a中，tw...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆港，吕猛，张华东，马也驰，
申请(专利权)人：易思维杭州科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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