Sprzętowa implementacja transformacji Hougha w czasie rzeczywistym

W artykule przedstawiono implementację sprzętową w FPGA algorytmu do wykrywania kształtów aproksymowanych zbiorem linii prostych podczas przetwarzania obrazu cyfrowego w czasie rzeczywistym. W opracowanej strukturze sprzętowej podniesiono efektywność przetwarzania poprzez zastosowanie przetwarzania przepływowego, lookup table, wykorzystanie wyłącznie arytmetyki liczb całkowitych oraz rozproszenie pamięci głosowania. Eksperymentalnie wykorzystano przedstawioną strukturę w torze przetwarzania obrazu w czasie rzeczywistym złożonym z kamery OV7670, płyty deweloperskiej Terasic DE10-nano oraz monitora podłączonego za pomocą HDMI. Pełny tor przetwarzania został zaimplementowany w pojedynczym układzie FPGA Intel Cyclone V. Maksymalna prędkość przetwarzania obrazu z wykorzystaniem opracowanej implementacji została określona na 275 MHz.

The article presents the hardware implementation in FPGA of the algorithm for detecting shapes approximated by a set of straight lines. In the developed hardware structure, the efficiency of processing was increased through the use of pipeline processing, lookup table, using only integer arithmetic and distributed memory. The presented structure was used experimentally in the real-time image processing circuit consisting of the OV7670 camera, Terasic DE10-nano development board and a monitor connected via HDMI. The full processing path has been implemented in a single Intel Cyclone V FPGA chip. The maximum speed of image processing with the use of the developed implementation is 275 MHz.