雙目立體視覺技術作為一種主動測距方法,廣泛應用在自動駕駛、虛擬現(xiàn)實、醫(yī)學成像等領域中。由于制造誤差、電路噪聲等原因,雙目相機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,本文在對相關理論進行研究分析后,優(yōu)化、改進了圖像畸變矯正算法和中值濾波算法,設計了基于FPGA(Fie1d Programmable Gate Array)的雙目立體視覺圖像采集及預處理系統(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復雜和片上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,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行濾波處理的現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明,本文所改進的算法相比傳統(tǒng)中值濾波算法具有更好的去噪效果,同時具有復雜度較低,適合硬件實... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

KIT的無人駕駛技術

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、運動和成像幾何等要素進行分析，并了各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和推理規(guī)則。特別是上世紀 80 年代，Marr 首次將圖像處理、心理學、神經(jīng)生理學和臨床精神病學的研究成果從信息處理的角度進行概括，創(chuàng)立了視算理論框架，該理論對雙目立體視覺技術的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用[3]。最終在領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視覺中一個非常重要的分支。隨著計算機技術和工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，雙目立體視覺技術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，采用了貼近市場的傳感器和立機。德國的 Universit t der Bundeswehr 團隊致力于研究以預期為基礎的感知（4視覺）、越野導航及自主駕駛，該團隊研發(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、64 束 10Hz 的激光，監(jiān)測范圍最達 100 米，目前已被應用于軍事偵察領域。

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，具有高精度、用在工業(yè)檢測、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實等領域[4]。殊和復雜的問題，在對目前的研究動態(tài)進行分析理的匹配特征，建立更有效的圖像表達形式和雙息，解決準確匹配與全面恢復視差的矛盾。于雙目立體視覺的計算理論和匹配策略，構(gòu)造算法（如圖像預處理的相關算法、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行速度，從而提高現(xiàn)狀

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]基于USB 3.0的高速CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 丁寧,常玉春,趙健博,王超,楊小天.  吉林大學學報(工學版). 2018(04)
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[9]快速中值濾波算法研究及其FPGA硬件實現(xiàn)[J]. 韓團軍.  電子器件. 2017(03)
[10]基于圖像去噪方法的研究[J]. 陳彥.  數(shù)字技術與應用. 2017(05)

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

碩士論文
[1]基于FPGA的圖像預處理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 蘇天裕.華南理工大學 2018
[2]基于FPGA的雙目相機研制[D]. 李正陽.北京郵電大學 2017
[3]基于FPGA的實時雙目立體視覺系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 商海洋.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]基于FPGA的監(jiān)控視頻圖像增強技術的研究[D]. 劉彬.長春工業(yè)大學 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 2016
[6]圖像透視變換ASIC設計與驗證[D]. 何弘.華中科技大學 2015



本文編號：2931326