FPGA/ZYNQ：膨胀与腐蚀

一、简述
膨胀和腐蚀是数学形态学处理中的两个基本操作，主要针对的是二值化图像。膨胀与腐蚀都是针对白色像素块而言的，简单的理解就是膨胀将白色区域扩大，腐蚀将白色区域缩小。二者功能主要包括：消除噪声；
分割(isolate)出独立的图像元素，在图像中连接(join)相邻的元素；
寻找图像中的明显的极大值区域或极小值区域；
求出图像的梯度。
膨胀，就是将需要处理的图像与一个卷积核处理，该核可以是自定义的任何形状，将核放入图像后，只要能够与原白色区域有连接，即可将该核的锚点（anchorpoint）膨胀，这种操作有利于连接断开的领域。

腐蚀，与膨胀类似，不过只有自定义的核能够完全放入原图像中时，该核锚点才为白色像素点，将原图像的其余白色像素点变为黑色像素点，这种操作可以将孤立的噪点消除。

二、实现方法
先通过33矩阵（33矩阵建立已经在前面博客中介绍）建立33的处理模板，再将该模板与输入图像遍历，腐蚀先将33中每一行做与运算，再将上一步三次与运算的结果再做一次与运算；膨胀则是在相同操作上做或运算。
腐蚀：

膨胀：

三：具体操作
腐蚀：
step1:先将3*3的每一行做与运算

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        erode1 <= 1'b0;
        erode2 <= 1'b0;
        erode3 <= 1'b0;
    end
    else begin  
        erode1 <= filter_11 && filter_12 && filter_13;
        erode2 <= filter_21 && filter_22 && filter_23;
        erode3 <= filter_31 && filter_32 && filter_33;
    end
end

step2:再将上一步的三个值做与运算

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        erode <= 1'b0;
    end
    else begin
        erode <= erode1 && erode2 && erode3;
    end
end

assign erode_data = erode?24'hffff:24'h0;

总共消耗两个时钟，再对相关信号做延迟

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        erode_de_r <= 2'b0;
        erode_href_r <= 2'b0;
        erode_vsync_r <= 2'b0;
    end
    else begin 
        erode_de_r <= {erode_de_r[0] ,clken};
        erode_href_r <= {erode_href_r[0] ,href};
        erode_vsync_r <= {erode_vsync_r[0] ,vsync};
    end
end

膨胀：
step1:先对3*3的行做或运算

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        dilate1 <= 1'b0;
        dilate2 <= 1'b0;
        dilate3 <= 1'b0;
    end
    else begin  
        dilate1 <= filter_11 || filter_12 || filter_13;
        dilate2 <= filter_21 || filter_22 || filter_23;
        dilate3 <= filter_31 || filter_32 || filter_33;
    end
end

step2:再对上一步的结果做或运算

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        dilate <= 1'b0;
    end
    else begin
        dilate <= dilate1 || dilate2 || dilate3;
    end
end

消耗2个时钟，再对相关信号做延迟处理

always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        dilate_de_r <= 2'b0;
        dilate_href_r <= 2'b0;
        dilate_vsync_r <= 2'b0;
    end
    else begin 
        dilate_de_r <= {dilate_de_r[0] ,clken};
        dilate_href_r <= {dilate_href_r[0] ,href};
        dilate_vsync_r <= {dilate_vsync_r[0] ,vsync};
    end
end

四、总结
本实验实现了对视频的膨胀和腐蚀操作，效果较好。（如有不懂可私信）
五、参考资料
1.Fighting_FPGA-csdn
2.博客园——咸鱼IC：FPGA：腐蚀膨胀
（本文用作学习记录，如有侵权请告知）