基于Zynq的圖像配準與拼接軟硬件協(xié)同設計
發(fā)布時間:2021-01-25 12:20
圖像拼接技術指從多個圖像中搜集所有的重要信息,并將這些信息拼接到單個圖像的過程。作為圖像處理技術中的重要研究課題之一,圖像拼接技術在遙感圖像、醫(yī)學圖像、輔助駕駛等領域都有著很高的實用價值,也得到了廣泛的發(fā)展和重視。本文研究的圖像拼接技術使用的是Zynq可擴展處理器平臺,該平臺采用了 ARM+FPGA的結構。針對可見光圖像的配準與拼接,利用軟硬件協(xié)同設計的方法,在FPGA端完成圖像拼接技術中的圖像配準算法及拼接圖像的顯示;在ARM端完成圖像的采集、圖形界面、整個系統(tǒng)的控制以及圖像的融合拼接;ARM與FPGA通過VDMA來進行數(shù)據(jù)的交互。這樣既能充分利用FPGA的強大的并行性和豐富的邏輯資源,又能利用ARM運行嵌入式系統(tǒng)及處理復雜算法的優(yōu)勢,實現(xiàn)設計的靈活和功耗的降低,提高整個系統(tǒng)的運行速度。本文詳細分析了常用的圖像配準算法的流程、優(yōu)點以及適用場景,對各個算法加以對比、分析,并將相位相關法和ORB算法移植到FPGA端進行硬件加速。本設計使用高層次綜合工具將圖像配準算法移植到FPGA端,相位相關法IP核中包括圖像的傅里葉變換、互功率譜計算以及圖像的傅里葉反變換;ORB圖像配準IP核包括快速角...
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1互功率譜傅里葉反變換脈沖信號??Fig.2.1?Cross-power?Spectrum?Fourier?Inversion?Pulse?Signal??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于FPGA的低復雜度快速SIFT特征提取[J]. 姜曉明,劉強. 北京航空航天大學學報. 2019(04)
[2]基于OpenCV環(huán)境的SIFT、SURF、ORB算法比較分析[J]. 劉偉,錢莉. 化工自動化及儀表. 2018(09)
[3]一種Zynq SoC片內(nèi)硬件加速的二維傅里葉變換[J]. 陳龍,曹力. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2018(02)
[4]基于SIFT和改進的RANSAC圖像配準算法[J]. 賈雯曉,張貴倉,汪亮亮,秦娜. 計算機工程與應用. 2018(02)
[5]基于目標增強的紅外與可見光圖像融合技術研究[J]. 黃慧,張寶輝,席峰,吳旭東. 紅外技術. 2017(10)
[6]利用SAR-FAST角點檢測的合成孔徑雷達圖像配準方法[J]. 劉妍,余淮,楊文,李立. 電子與信息學報. 2017(02)
[7]基于多特征融合的遙感圖像特征提取方法[J]. 孫紅巖. 計算機仿真. 2016(10)
[8]Vivado HLS嵌入式實時圖像處理系統(tǒng)的構建與實現(xiàn)[J]. 張艷輝,郭洺宇,何賓. 電子技術應用. 2016(09)
[9]基于改進SURF算子的彩色圖像配準算法[J]. 任克強,胡夢云. 電子測量與儀器學報. 2016(05)
[10]基于HLS的SURF特征提取硬件加速單元設計與實現(xiàn)[J]. 丁帥帥,柴志雷. 微電子學與計算機. 2015(09)
碩士論文
[1]圖像配準中基于特征提取和匹配的方法研究[D]. 陳磊.吉林大學 2016
[2]全景圖像拼接關鍵技術研究[D]. 倪霄龍.電子科技大學 2016
[3]基于改進SIFT-Like算法的SAR圖像特征匹配[D]. 劉瑞紅.西安電子科技大學 2015
[4]基于無人車的圖像拼接算法研究[D]. 陳凱麗.北京理工大學 2015
[5]基于SIFT配準算法的全景圖像拼接系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)[D]. 王瑞霞.南京理工大學 2015
[6]全景圖像拼接關鍵技術研究[D]. 柳運波.電子科技大學 2013
[7]基于SIFT算法圖像配準的FPGA實現(xiàn)[D]. 高聰.電子科技大學 2013
[8]傅里葉變換域大尺度圖像配準算法研究[D]. 李振紅.南京信息工程大學 2013
[9]基于匹配的圖像拼接關鍵技術研究與實現(xiàn)[D]. 徐止喜.電子科技大學 2013
[10]基于改進SURF特征檢測算法的視頻拼接[D]. 楊金坤.云南大學 2012
本文編號:2999213
【文章來源】:大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1互功率譜傅里葉反變換脈沖信號??Fig.2.1?Cross-power?Spectrum?Fourier?Inversion?Pulse?Signal??
?基于Zynq的圖像配準與拼接軟硬件協(xié)同設計???圖像1? ̄ ̄|?| ̄ ̄圖像2??1?I??特征點檢測?特征點檢測??I?I??特征點描述?特征點描述??I?士??特征點?特征點??描述符集?描述符集??I?I?? ̄?I??特征點匹配??拼接圖像??圖2.3基于特征點配準圖像融合算法??Fig.2.3?Feature-based?Registration?Image?Fusion?Algorithm??2.2.1?SIFT?算法??SIFT算法是由David?Lowe等人于1999年提出的,用于檢測和描述圖像的局部特??征。其基本思想是如圖2.4所示,在不同的尺度空間上進行特征點的檢測,找出位置、??角度、旋轉(zhuǎn)不變性等特征,利用這些特征對特征點進行描述匹配[25]。??輸入圖像?^?? ̄ ̄?i? ̄??多尺度空間極值點檢測??I?—??關鍵點的精確定位??士??關鍵點的方向計算??特征點的描述??I??特征向量??圖2.4?SIFT算法流程??Fig.2.4?SIFT?Algorithm?Flow??-9-??
?基于Zynq的圖像配準與拼接軟硬件協(xié)同設計???圖像1? ̄ ̄|?| ̄ ̄圖像2??1?I??特征點檢測?特征點檢測??I?I??特征點描述?特征點描述??I?士??特征點?特征點??描述符集?描述符集??I?I?? ̄?I??特征點匹配??拼接圖像??圖2.3基于特征點配準圖像融合算法??Fig.2.3?Feature-based?Registration?Image?Fusion?Algorithm??2.2.1?SIFT?算法??SIFT算法是由David?Lowe等人于1999年提出的,用于檢測和描述圖像的局部特??征。其基本思想是如圖2.4所示,在不同的尺度空間上進行特征點的檢測,找出位置、??角度、旋轉(zhuǎn)不變性等特征,利用這些特征對特征點進行描述匹配[25]。??輸入圖像?^?? ̄ ̄?i? ̄??多尺度空間極值點檢測??I?—??關鍵點的精確定位??士??關鍵點的方向計算??特征點的描述??I??特征向量??圖2.4?SIFT算法流程??Fig.2.4?SIFT?Algorithm?Flow??-9-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于FPGA的低復雜度快速SIFT特征提取[J]. 姜曉明,劉強. 北京航空航天大學學報. 2019(04)
[2]基于OpenCV環(huán)境的SIFT、SURF、ORB算法比較分析[J]. 劉偉,錢莉. 化工自動化及儀表. 2018(09)
[3]一種Zynq SoC片內(nèi)硬件加速的二維傅里葉變換[J]. 陳龍,曹力. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2018(02)
[4]基于SIFT和改進的RANSAC圖像配準算法[J]. 賈雯曉,張貴倉,汪亮亮,秦娜. 計算機工程與應用. 2018(02)
[5]基于目標增強的紅外與可見光圖像融合技術研究[J]. 黃慧,張寶輝,席峰,吳旭東. 紅外技術. 2017(10)
[6]利用SAR-FAST角點檢測的合成孔徑雷達圖像配準方法[J]. 劉妍,余淮,楊文,李立. 電子與信息學報. 2017(02)
[7]基于多特征融合的遙感圖像特征提取方法[J]. 孫紅巖. 計算機仿真. 2016(10)
[8]Vivado HLS嵌入式實時圖像處理系統(tǒng)的構建與實現(xiàn)[J]. 張艷輝,郭洺宇,何賓. 電子技術應用. 2016(09)
[9]基于改進SURF算子的彩色圖像配準算法[J]. 任克強,胡夢云. 電子測量與儀器學報. 2016(05)
[10]基于HLS的SURF特征提取硬件加速單元設計與實現(xiàn)[J]. 丁帥帥,柴志雷. 微電子學與計算機. 2015(09)
碩士論文
[1]圖像配準中基于特征提取和匹配的方法研究[D]. 陳磊.吉林大學 2016
[2]全景圖像拼接關鍵技術研究[D]. 倪霄龍.電子科技大學 2016
[3]基于改進SIFT-Like算法的SAR圖像特征匹配[D]. 劉瑞紅.西安電子科技大學 2015
[4]基于無人車的圖像拼接算法研究[D]. 陳凱麗.北京理工大學 2015
[5]基于SIFT配準算法的全景圖像拼接系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)[D]. 王瑞霞.南京理工大學 2015
[6]全景圖像拼接關鍵技術研究[D]. 柳運波.電子科技大學 2013
[7]基于SIFT算法圖像配準的FPGA實現(xiàn)[D]. 高聰.電子科技大學 2013
[8]傅里葉變換域大尺度圖像配準算法研究[D]. 李振紅.南京信息工程大學 2013
[9]基于匹配的圖像拼接關鍵技術研究與實現(xiàn)[D]. 徐止喜.電子科技大學 2013
[10]基于改進SURF特征檢測算法的視頻拼接[D]. 楊金坤.云南大學 2012
本文編號:2999213
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