雙目立體視覺技術(shù)作為一種主動測距方法,廣泛應(yīng)用在自動駕駛、虛擬現(xiàn)實、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域中。由于制造誤差、電路噪聲等原因,雙目相機(jī)實時采集的圖像對存在著畸變、噪聲污染等干擾,這些干擾會使得立體匹配效果變差。為了生成高質(zhì)量、高實時性的圖像對,本文在對相關(guān)理論進(jìn)行研究分析后,優(yōu)化、改進(jìn)了圖像畸變矯正算法和中值濾波算法,設(shè)計了基于FPGA(Fie1d Programmable Gate Array)的雙目立體視覺圖像采集及預(yù)處理系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)針對FPGA實現(xiàn)圖像畸變矯正算法時,存在的在線計算逆向映射坐標(biāo)復(fù)雜和片上ROM容量不夠問題,本文壓縮了逆向映射表,并利用插值法在線重建逆向映射表,然后通過查找重建的逆向映射表來獲取逆向映射坐標(biāo),從而降低了在線計算量和片上ROM的容量需求。仿真結(jié)果表明,經(jīng)過優(yōu)化的算法矯正含畸變圖像的效果良好。(2)針對傳統(tǒng)中值濾波算法會造成圖像清晰度下降的問題,本文通過添加適合硬件實現(xiàn)的噪聲檢測和二次濾波,改善了傳統(tǒng)中值濾波算法將非噪聲點也進(jìn)行濾波處理的現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明,本文所改進(jìn)的算法相比傳統(tǒng)中值濾波算法具有更好的去噪效果,同時具有復(fù)雜度較低,適合硬件實... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

KIT的無人駕駛技術(shù)

誕生[2]。隨著研究的深入，其研究的范圍從邊緣、角點等特征的提取，線條、平面、等幾何要素的分析，變?yōu)閷D像明暗、紋理、運(yùn)動和成像幾何等要素進(jìn)行分析，并了各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和推理規(guī)則。特別是上世紀(jì) 80 年代，Marr 首次將圖像處理、心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和臨床精神病學(xué)的研究成果從信息處理的角度進(jìn)行概括，創(chuàng)立了視算理論框架，該理論對雙目立體視覺技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用[3]。最終在領(lǐng)域形成了從圖像獲取到最終三維場景可視表面重構(gòu)的完整體系，使得雙目立體視為計算機(jī)視覺中一個非常重要的分支。隨著計算機(jī)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，雙目立體視覺技術(shù)的研究取得了一個又一程碑式的成果。德國的卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）與奔馳合作研發(fā)的無人駕駛車，在 2013 年已經(jīng)駕駛超過 100km。該車的特點是沒有使用激光雷達(dá)，采用了貼近市場的傳感器和立機(jī)。德國的 Universit t der Bundeswehr 團(tuán)隊致力于研究以預(yù)期為基礎(chǔ)的感知（4視覺）、越野導(dǎo)航及自主駕駛，該團(tuán)隊研發(fā)的 MuCAR-3（由大眾 Tourag 改造而成）除了有一個 360 度激光掃描儀，還擁有立體相機(jī)、64 束 10Hz 的激光，監(jiān)測范圍最達(dá) 100 米，目前已被應(yīng)用于軍事偵察領(lǐng)域。

圖 1.3 “嫦娥三號”月表探測器作為一種新型非接觸性測量技術(shù)，具有高精度、用在工業(yè)檢測、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域[4]。殊和復(fù)雜的問題，在對目前的研究動態(tài)進(jìn)行分析理的匹配特征，建立更有效的圖像表達(dá)形式和雙息，解決準(zhǔn)確匹配與全面恢復(fù)視差的矛盾。于雙目立體視覺的計算理論和匹配策略，構(gòu)造算法（如圖像預(yù)處理的相關(guān)算法、立體匹配算可靠性來提高實用性。點，通過結(jié)合 FPGA 內(nèi)在的并行處理特點和雙目的邏輯并行性來提高算法的運(yùn)行速度，從而提高現(xiàn)狀

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]基于圖像去噪方法的研究[J]. 陳彥.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(05)

博士論文
[1]圖像去噪中幾種優(yōu)化算法的相關(guān)研究[D]. 楊昊.電子科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于FPGA的圖像預(yù)處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 蘇天裕.華南理工大學(xué) 2018
[2]基于FPGA的雙目相機(jī)研制[D]. 李正陽.北京郵電大學(xué) 2017
[3]基于FPGA的實時雙目立體視覺系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 商海洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于FPGA的監(jiān)控視頻圖像增強(qiáng)技術(shù)的研究[D]. 劉彬.長春工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于雙目視覺的立體匹配算法研究與FPGA實現(xiàn)[D]. 吳振.哈爾濱理工大學(xué) 2016
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本文編號：2931326