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FPGA对实时流水线连通域标记算法的实现。

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简介：
本文将详细阐述一种我于两年前自行研发的，通过FPGA硬件加速实现的二值图像连通域标记算法。该算法的核心在于其采用逐行扫描的流水线结构，具体而言，它仅需存储有限数量的图像行数据，并在这些预先确定的固定时间内便能得出结果，从而实现了极高的实时性，计算延迟仅限于这些存储的行数。此外，该算法在FPGA上的实现无需依赖外部SRAM或DDR存储器来缓存图像数据。更重要的是，该算法的性能不会因连通区域数量的增加而显著下降，这是由于其流水线架构所带来的优势：处理目标增多不会导致整体速度变慢。因此，该算法在PC平台上的高速实现也具备相当大的潜力。

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  • 基于FPGA的实时流水线连通域标记算法实现.pdf
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    本文提出了一种高效的二值图像连通区域标记算法，通过优化搜索策略和减少不必要的计算步骤，显著提高了处理速度和准确性。 算法描述如下：首先，在进行标记操作之前，使用硬件开辟独立的图像标记缓存和连通关系数组。然后在视频流采集传输过程中，按照流水线方式按顺序对每一帧图像逐行扫描像素，并且针对每个像素的邻域分别沿着逆时针方向及水平方向执行连通性检测以及等价标记合并操作。随后将这些结果更新到标记等价数组和缓存中，在一帧图像采集传输结束后，可以得到初步的标记结果及其之间的连通关系。 最后，按照标号从小至大传递的过程来归并标签，并利用归并后的连通关系对图像中的标签进行替换处理。完成上述操作后，所获得的就是最终的标记结果图；同时每个连通域将被赋予连续唯一的自然数标识符以区分不同的区域。
     
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