發(fā)布時(shí)間：2017-09-04 05:10

  本文關(guān)鍵詞：SURF圖像拼接算法的FPGA實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：圖像拼接技術(shù)是數(shù)字圖像處理的一個(gè)研究熱點(diǎn)。近年來(lái),隨著技術(shù)的成熟,圖像拼接技術(shù)被很好的應(yīng)用到了機(jī)器視覺(jué)、無(wú)人機(jī)和車(chē)輛監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域�；谔卣鞯膱D像拼接技術(shù),拼接效果良好且不受光照、旋轉(zhuǎn)的影響,是當(dāng)前圖像拼接研究的熱點(diǎn)。本文在深入研究和學(xué)習(xí)SURF (Speeded up Robust Features)算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合RANSAC (Random Sample and Consensus)算法和二次線(xiàn)性插值,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)圖像拼接算法。整個(gè)圖像拼接算法的實(shí)現(xiàn)主要包括SURF算法、興趣點(diǎn)匹配模塊、變換模型求解模塊和圖像融合等模塊。首先對(duì)SURF算法進(jìn)行MATLAB軟件開(kāi)發(fā),使兩幅待拼接圖通過(guò)算法達(dá)到預(yù)期的全景圖效果。然后對(duì)算法進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì),在FPGA (Field-Programmable Gate Array)設(shè)計(jì)中邊進(jìn)行設(shè)計(jì),邊編寫(xiě)設(shè)計(jì)FPGA框架的MATLAB程序,然后利用Modelsim仿真與MATLAB進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果和MATLAB的一致。SURF算法的實(shí)現(xiàn)部分主要包括興趣點(diǎn)求解模塊、特征點(diǎn)主方向求解模塊和特征點(diǎn)描述子模塊。圖像拼接算法較為復(fù)雜,為了便于實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在很多實(shí)現(xiàn)平臺(tái)選用的是DSP、ARM和FPGA。然而FPGA已經(jīng)具有DSP的處理能力并且內(nèi)部嵌有2個(gè)ARM,只要設(shè)計(jì)合理,就能用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像拼接算法。本文是在FPGA上開(kāi)發(fā)SURF圖像拼接算法,利用FPGA Advantage對(duì)算法進(jìn)行FPGA開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),用Quartus ii進(jìn)行綜合和計(jì)算資源消耗,最后利用Modelsim進(jìn)行仿真,最終得到了預(yù)期的拼接圖。
【關(guān)鍵詞】：SURF FPGA MATLAB Modelsim RANSAC
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 本課題研究背景及意義12-13
• 1.2 圖像拼接技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 興趣點(diǎn)檢測(cè)子的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 興趣點(diǎn)描述子的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 興趣點(diǎn)匹配的研究現(xiàn)狀15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及安排15-17
• 第2章 圖像拼接算法的理論研究17-33
• 2.1 圖像拼接概述17-18
• 2.2 SURF算法的理論研究與改進(jìn)18-24
• 2.2.1 興趣點(diǎn)檢測(cè)18-22
• 2.2.2 興趣點(diǎn)描述子22-24
• 2.3 圖像配準(zhǔn)與拼接24-31
• 2.3.1 興趣點(diǎn)匹配25
• 2.3.2 變換矩陣求解25-29
• 2.3.3 圖像拼接29-31
• 2.4 兩幅圖像拼接流程31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 SURF算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)33-60
• 3.1 SURF算法的總體設(shè)計(jì)33-35
• 3.2 SURF興趣點(diǎn)的邏輯設(shè)計(jì)35-42
• 3.2.1 Happrox值的邏輯設(shè)計(jì)35-37
• 3.2.2 極大值求解的邏輯設(shè)計(jì)37-38
• 3.2.3 興趣點(diǎn)的精確定位38-40
• 3.2.4 SURF興趣點(diǎn)FPGA設(shè)計(jì)總結(jié)40-42
• 3.3 SURF描述子的邏輯實(shí)現(xiàn)42-58
• 3.3.1 Haar_4S濾波的邏輯設(shè)計(jì)42-45
• 3.3.2 Gauss_4S權(quán)重的邏輯設(shè)計(jì)45-46
• 3.3.3 掃描圓的邏輯設(shè)計(jì)46-49
• 3.3.4 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的邏輯設(shè)計(jì)49-51
• 3.3.5 Haar_2S濾波的FPGA設(shè)計(jì)51-53
• 3.3.6 Gauss_2S權(quán)重的邏輯設(shè)計(jì)53-55
• 3.3.7 興趣點(diǎn)64維描述子的FPGA設(shè)計(jì)55-57
• 3.3.8 SURF描述子FPGA設(shè)計(jì)總結(jié)57-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第4章 圖像配準(zhǔn)與拼接的FPGA實(shí)現(xiàn)60-70
• 4.1 興趣點(diǎn)匹配的FPGA設(shè)計(jì)60-64
• 4.2 幾何變換模型的求解64-65
• 4.3 圖像拼接的FPGA設(shè)計(jì)65-67
• 4.4 圖像融合比較67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄A76-80
• 附錄B80-82
• 致謝82

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本文編號(hào)：789516