嵌入式实时Canny边缘检测

南开来，傅超斌

(杭州电子科技大学 计算机学院，浙江 杭州 310018)

嵌入式实时Canny边缘检测

南开来，傅超斌

(杭州电子科技大学 计算机学院，浙江 杭州 310018)

基于传统Canny算子，提出CY68013+FPGA的嵌入式硬件架构下的快速实时边缘检测算法。主机通过CY68013 USB接口芯片高速传输图像数据，FGPA从USB口采集图像信息，并使用优化的Canny算法实现边缘提取。该算法针对FPGA的特点进行了优化，包括用模板替代卷积、适当的近似变换、充分利用FPGA的并行特性等，在保持了Canny算子原有的定位准确、单边响应和信噪比高等优点的基础上，提高了边缘提取的计算速度，减小了计算延迟，提高了实时性。

CY68013;FPGA;Canny;嵌入式;边缘检测

0 引言

嵌入式的图像处理在很多领域都具有重要作用，尤其是边缘提取，但是现有的设备普遍计算复杂，等待时间较长，不具备高速实时检测图像边缘的能力，使得生产效率受到了限制。为此，提出一种全新的嵌入式硬件架构CY68013+FPGA，以及针对FPGA优化的Canny边缘检测算法，其可以充分利用USB2.0 高速接口接收图像和FGPA的并行特性检测边缘，大大提高计算速度和实时性，同时解放主机，分担主机的计算压力。

1 数据传输部分

主机通过发送图像数据到现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)，FPGA对接收到的图像进行处理。为了提高处理的实时性能，选用了通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口作为数据高速传输接口，为了简化USB协议的设计，选用了USB协议处理芯片CY68013。

1.1CY68013(EZ-USBFX2)

CY68013 (EZ-USB FX2)[1]是Cypress半导体公司的新一代高速USB系列，可以用USB2.0最大数据传输速率传输数据。

EZ-USB FX2芯片会自动处理大部分的USB协议[2]，用户只需操作应用层数据。……