紫光同创PGL50H图像Sobel边缘检测

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适用于板卡型号：

紫光同创PGL50H开发平台（盘古50K开发板）

一：软硬件平台

软件平台：PDS_2022.1
硬件平台：小眼睛科技盘古50K开发板

二：Sobel边缘检测算法

Sobel是图像边缘检测中的一种算法，Sobel算子分为横向和纵向3×3的卷积核，两个卷积核分别与图像作平面卷积，提取水平边缘和垂直边缘，Gx和Gy分别代表横向和纵向边缘检测的图像数据，其公式如下：最后每一个像素点的Gx和Gy使用以下公式结合，便得到边缘信息的图像。

最后每一个像素点的Gx和Gy使用以下公式结合，便得到边缘信息的图像。

由于Sobel算子是平面图像的滑动卷积，使用FPGA实现是相对容易的，且具有高效率。FPGA中实现复杂的数学运算是不好处理的，G采用不开平方的近似公式实现：

三：程序设计

本设计不涉及更复杂的图像处理，所以并没有将图像数据存入DDR后再输出，一般涉及复杂或者多任务的图像处理，将图像数据存入DDR是必要的。

本设计基于小眼睛科技提供的HDMI回环实验，对输入的RGB像素值首先转灰度，转灰度后进行二值化。然后将数据存入FIFO1，在一帧中的第二行开始，将FIFO1的数据读出，并且存入FIFO2，在一帧中的第三行开始，将FIFO2的数据读出，流水实现，当场同步时，复位FIFO1和FIFO2，避免第1行和尾行像素无效的问题。

之后，将输入的像素数据和FIFO1、FIFO2输出的数据同时流水寄存三拍，形成3×3的处理像素矩阵，按照Sobel公式实现即可。最后将vs、hs、de流水延迟，与最后的输出数据对齐就可以了。

四：边缘检测效果

Sobel边缘检测效果如下视频所示：

紫光同创PGL50H图像Sobel边缘检测