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连通域分析是视频处理中图像信息抽象化提炼的重要步骤。随着集成电路技术的发展,高性能的视频应用越来越普遍。目前大部分的连通域分析算法是在通用处理器或GPU上软件实现,其时间延迟常常不能符合高速的实时视频处理要求。 本文提出了一种基于游程编码的单次扫描的实时连通域分析算法,设计并实现了硬件架构。首先将输入像素点采用游程编码,隔离了视频与算法模块的时钟域且提高了算法处理像素点的效率;然后将2个游程块之间的相互关系分为7种类型,结合当前关系类型和前一次关系类型结果来确定标号、判断标号冲突等情况,其操作包括将冲突的标号对和新产生的标号写入堆栈中、将当前游程块最终确定的标号写入有效标号查找表中等;接着在一行游程块标号全部确定以后对标号对进行合并处理,根据有效标号查找表的信息再对标号进行重分配,更新合并查找表;最终连通物体的特征值在游程块标号和冲突解决以后实时的更新与输出。 将算法实现在FPGA上并设计了2个用于验证算法的应用场景。实验表明本算法能够以比较低的工作时钟,实现对视频图像的一次性标记,实时计算输出标记连通物体的特征值信息,适用于高速视频处理。