FPGA加速的二值图像连通域标记快速算法：实时目标识别关键

本文主要探讨了如何在FPGA（Field-Programmable Gate Array）平台上实现一种高效的二值图像连通域标记算法，以满足高速图像目标实时识别和跟踪系统的需求。FPGA作为一种可编程逻辑器件，其并行处理能力使得它非常适合处理这类需要大量计算且实时性要求高的任务。 首先，作者强调了本文算法的核心创新性，即在有限的硬件资源下，设计出一个运算简单、规则明确且可扩展的连通域标记方案。与传统的二值图像标记算法相比，这个算法在识别和记录区域间的复杂连通关系时，不仅速度快，而且精度高，能够在实时系统中得到应用。 在技术实现上，该算法通过FPGA的逻辑门阵列和布线资源，实现了对图像数据的快速处理。它能够有效地处理大量的像素数据，如384×288像素的红外图像，即使在100MHz的工作频率下也能达到每秒400帧以上的标记速度。这样的性能显著提升了系统的实时性和响应能力，对于实时目标识别任务来说，这是一个关键的性能指标。 关键词"二值图像"指出了研究对象的基础，即仅包含黑白两种颜色的图像，其处理通常涉及边缘检测和形态学操作。"连通域标记"是图像处理中的一个重要步骤，用于识别图像中的单独区域或物体，并标记它们之间的连接关系。"并行处理"体现了FPGA的优势，通过并行执行多个操作，大大加快了算法的执行速度。 作者贺明和王新赛、李坚来自防空兵指挥学院红外与射频技术研究中心，他们的研究工作表明了该算法的实际应用背景和可能的军事或工业用途，特别是在红外图像处理领域，这对提高图像分析系统的性能具有重要意义。 总结起来，这篇论文深入探讨了基于FPGA的二值图像连通域标记算法的设计与实现，展示了如何利用FPGA的特性来优化图像处理流程，以满足高速、实时的图像处理需求，这对于相关领域的工程师和技术人员来说是一篇有价值的参考文献。