發(fā)布時(shí)間：2017-09-18 06:10

  本文關(guān)鍵詞：適用于仿生復(fù)眼的多路圖像采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： FPGA 仿生復(fù)眼 圖像存儲(chǔ) 圖像拼接

【摘要】：隨著電子科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,多路圖像成像采集與成像系統(tǒng)在城市視頻監(jiān)控領(lǐng)域與軍事偵察領(lǐng)域有廣泛的需求。多個(gè)CCD相機(jī)獲取的圖像信息同步采集,將圖像實(shí)時(shí)的以分割式的形式顯示,甚至拼接成一幅分辨率很高、視場(chǎng)范圍極大的圖像,是現(xiàn)在多路圖像采集處理研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。受到昆蟲復(fù)眼全方位360°探測(cè)性能的啟發(fā),研究者們提出了基于仿生復(fù)眼原理的成像系統(tǒng),系統(tǒng)利用陣列化排布的復(fù)眼子眼鏡頭來模擬昆蟲的周邊小眼的形式來模擬通道成像結(jié)構(gòu)進(jìn)而獲得大視場(chǎng)成像效果。仿生復(fù)眼以其視場(chǎng)角大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)反應(yīng)靈敏等特有的優(yōu)勢(shì),引起科研者越來越多的關(guān)注,國(guó)內(nèi)外很多科研小組都開展了基于仿生復(fù)眼成像原理系統(tǒng)的研究。因而人工仿生復(fù)眼是多路圖像采集與處理技術(shù)比較優(yōu)秀的方案。本論文在分析了目前現(xiàn)有的各種仿生復(fù)眼成像設(shè)計(jì)以及多路圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)上,提出了一種適用于FPGA的多路圖像采集與處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。該系統(tǒng)采用Altera公司的CYCLONE IV系列FPGA為核心控制芯片,由圖像采集模塊、FPGA控制模塊、存儲(chǔ)控制模塊、顯示控制模塊以及配置電路等組成。CCD相機(jī)傳來的四路模擬視頻信號(hào)在FPGA的控制下經(jīng)過視頻解碼芯片解碼轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),由FPGA完成視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),圖像的處理和顯示控制器的設(shè)計(jì),按照VGA顯示時(shí)序的要求利用乒乓操作來讀取存儲(chǔ)器中的圖像,最終通過VGA接口在將4路視頻畫面同時(shí)在顯示屏顯示出來。在此技術(shù)基礎(chǔ)上,還選用了SIFT算法以及Harris角點(diǎn)算法分別對(duì)多幅圖像進(jìn)行拼接處理,以獲得大視場(chǎng)圖像。本論文研究的重點(diǎn)是以FPGA及其組合控制電路實(shí)現(xiàn)多路圖像的采集、解碼、存儲(chǔ)、處理和顯示,各個(gè)模塊都集成在FPGA及其組合控制電路上完成。這種軟、硬件的設(shè)計(jì)方式,不但充分發(fā)揮了FPGA并行進(jìn)行數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn),還使得系統(tǒng)具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性;結(jié)合FPGA設(shè)計(jì)思路靈活的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化編程,這樣針對(duì)不同的需求只需改變參數(shù)的配置就可以實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過反復(fù)測(cè)試,多路圖像采集系統(tǒng)的軟、硬件上運(yùn)行穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 仿生復(fù)眼 圖像存儲(chǔ) 圖像拼接
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 復(fù)眼的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2 多路圖像采集與處理研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文研究背景和意義13-14
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.5 本論文組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)16-21
• 2.1 總體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 功能模塊設(shè)計(jì)17-20
• 2.2.1 圖像采集模塊17-18
• 2.2.2 FPGA控制模塊18-19
• 2.2.3 存儲(chǔ)器模塊19
• 2.2.5 顯示模塊19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 圖像采集模塊設(shè)計(jì)21-34
• 3.1 模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 3.2 電視信號(hào)及BT.65622-24
• 3.3 圖像采集模塊的參數(shù)配置程序設(shè)計(jì)24-31
• 3.3.1 I2C控制24-26
• 3.3.2 CCD配置程序?qū)崿F(xiàn)26-28
• 3.3.3 仿真結(jié)果28-30
• 3.3.4 解碼芯片寄存器配置30-31
• 3.4 視頻解碼電路設(shè)計(jì)31-32
• 3.5 電源設(shè)計(jì)32-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第4章 適用于仿生復(fù)眼的圖像拼接算法研究34-49
• 4.1 算法選擇34
• 4.2 算法原理34-43
• 4.2.1 Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法34-37
• 4.2.2 SIFT算法37-43
• 4.3 算法程序設(shè)計(jì)43-45
• 4.3.1 Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法43-44
• 4.3.2 SIFT算法44-45
• 4.4 圖像拼接驗(yàn)證45-48
• 4.4.1 Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法驗(yàn)證45-46
• 4.4.2 SIFT算法驗(yàn)證46-48
• 4.5 實(shí)驗(yàn)分析48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 圖像處理與控制模塊設(shè)計(jì)49-62
• 5.1 軟、硬件開發(fā)平臺(tái)49-50
• 5.2 信息解復(fù)用50-52
• 5.3 數(shù)據(jù)解析52
• 5.4 格式轉(zhuǎn)換52-53
• 5.5 信息存儲(chǔ)53-58
• 5.5.1 存儲(chǔ)方案53-55
• 5.5.2 圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)55-58
• 5.6 圖像顯示58-61
• 5.6.1 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換58
• 5.6.2 VGA顯示58-61
• 5.7 本章小結(jié)61-62
• 第6章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-65
• 6.1 實(shí)驗(yàn)裝置62
• 6.2 四路圖像分割式顯示驗(yàn)證62-64
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析64
• 6.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 本論文總結(jié)65
• 下一步工作65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單68-69
• 致謝69

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