HOUGH变换检测线段IP设计

吴相涛，桑红石,3

（1.华中科技大学 人工智能与自动化学院，湖北 武汉 430074；2.多谱信息处理技术国防科技重点实验室，湖北 武汉 430074；3.图像信息处理与智能控制重点实验室，湖北 武汉 430074）

0 引 言

线段识别和定位在图像处理领域如机场跑道和桥梁检测识别等有着重要应用，这些处理任务往往有图像信息大、实时性要求高且资源消耗大等特点，纯软件的处理方式难以满足系统实时性处理要求，因此硬件加速方案是合理选择[1,5]。硬件加速是基于专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）设计的高速计算电路结构，电路通常采用并行和流水线等特定结构，实现处理任务的高计算速度与高效率运行[2]。

HOUGH变换因计算重复度高、运算量大、模块相对独立且不包含复杂控制序列、动态数组以及动态可变长度循环任务等特点，常用于硬件加速检测线段，可充分发挥硬件并行与流水的优势，且具备极好的鲁棒性与抗干扰性，但当检测非单一线段时，HOUGH变换存在峰值检测最值搜索困难和临近线段干扰真实峰值等问题。根据HOUGH变换算法特点，提出一种适合硬件加速的HOUGH变换检测线段IP实现方案，可检测一帧图像中不含干扰线段的5条共线点最多的线段。

1 算法介绍与难点分析

1.1 算法介绍

HOUGH变换是利用平面点-线变换思想，将笛卡尔坐标系中二值图像的每个特征点通过HOUGH变换转化为极坐标系中的一条曲线，笛卡尔坐标系中共线的点映射到极坐标系中是对应曲线的交点，通过交点获取直线极经ρ与极角θ并结合地址信息完成特殊图像中的临近线段合并，最后通过首末并行有限次扫描获取线段端点。……