基于FPGA的数字识别的实现二

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基于FPGA的数字识别的实现二

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背景知识

   对于FPGA识别数字的基本算法知识请查看《基于FPGA的数字识别的实现》一文，对于数字位置的实时跟踪的基本算法知识请查看《基于FPGA的实时移动目标的追踪》一文。本节将基于FPGA的目标跟踪以及统计学的特征统计来实现对数字的位置实时定位以及数字识别，不在局限于数字在屏幕中的位置，也不局限数字的大小。

02

基于FPGA的数字识别的实现

           

图1 基于ov5640的FPGA实时数字识别系统

如图1所示，我们图像采集使用 ov5640 cmos  500W像素摄像头，将采集到的彩色RGB图像首先存入SDRAM中，然后由TFT显示控制端读出图像数据，读出RGB图像数据后，我们首先进行RGB转Ycbcr算法操作，然后对灰度图像进行阈值分割，形成二值图像，对二值数字图像进行边界追踪的基础上进行数字识别，最终将边界显示在TFT5寸屏幕上，将识别的数字信息显示在数码管上。

 

                            图2 边界追踪数字识别的三大主要核心模块

如图2 所示，以TFT屏的显示时序为基准，首先进行边界追踪，识别数字边界后，我们在边界的基础上进行统计特征的数字识别。

 

图3 边界追踪模块

如图3 所示，hcount为列计数器，vcount为行计数器，TFT_VS_fall和TFT_VS_rise分别是帧下降沿标志和帧上升沿标志，frame_cnt为帧计数器，hcount_l和hcount_r分别是识别后数字的左右边界，vcount_l和vcount_r分别是数字的上下边界。Th_flag_fall和th_flag_rise分别是灰度图像阈值后的下降沿和上升沿标志。

 

图4 数字识别模块

如图4 所示基本的边界信息均来自数字边界识别模块，数字识别模块主要的到数字统计学的两横一竖（x1,x2,y）与数字的交点信息，以及其他补充信息。

部分核心代码：

/*

Module name:  digital_recognition.v

Description:  digital recognition

              

Data:         2018/04/17

Engineer:     lipu

e-mail:       [email protected]

微信公众号：    FPGA开源工作室

*/

 

 

数字识别x1 ,x2,y核心代码：

 

 

TFT显示屏显示代码：

 

数字识别与数码管显示对接代码：

 

结果展示

 

图5 实验原图

 

图6 边界跟踪数字识别6

 

图7 边界跟踪数字识别7

 

 

图8 边界跟踪数字识别4

 

 

图9 边界跟踪数字识别5

展望

基于机器视觉的识别是走向人工智能的必然之路，字符的识别就是这条路的敲门砖。本次实验的结果完成了无论数字大小，数字在屏幕中的位置均可正确识别。基于此，可以开发人脸位置识别，人脸模板匹配识别，车牌识别等现如今比较火的机器视觉，人工智能等。

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