特征提取與匹配是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的重要任務(wù),可應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤、圖像拼接、三維重建等。在實(shí)現(xiàn)特征提取與匹配任務(wù)時(shí),CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等通用計(jì)算平臺(tái)難以達(dá)到實(shí)時(shí)性,或功耗過(guò)高。在此背景下,許多研究者提出了基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)平臺(tái)的硬件加速方案。然而,目前已有的加速方案通常只實(shí)現(xiàn)特征提取的加速,而忽略了特征匹配,且只針對(duì)單目應(yīng)用場(chǎng)景。鑒于此,本文針對(duì)雙目場(chǎng)景,基于FPGA平臺(tái),設(shè)計(jì)了完整的特征提取與匹配系統(tǒng)。雙目圖像輸入系統(tǒng)后,將依次經(jīng)由圖像采集、圖像矯正、特征提取和特征匹配四個(gè)模塊處理。為提高模塊的可移植性,模塊接口均采用了AXI-Stream協(xié)議,圖像采集模塊實(shí)現(xiàn)了相機(jī)原始視頻格式向AXI-Stream協(xié)議的轉(zhuǎn)換。圖像矯正模塊基于查找表,實(shí)現(xiàn)了雙目相機(jī)的畸變矯正和立體矯正。在圖像矯正的緩存設(shè)計(jì)中,本文優(yōu)化了緩存讀寫指針的控制方案,使存儲(chǔ)開(kāi)銷減少了42%,...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)交互
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 數(shù)據(jù)交互
        2.3.1 數(shù)據(jù)流格式規(guī)定
        2.3.2 PL與PS間的數(shù)據(jù)交互
        2.3.3 FPGA與 PC間的數(shù)據(jù)交互
    2.4 本章小結(jié)
第3章 圖像采集與矯正電路設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 圖像采集
    3.3 圖像矯正方法
        3.3.1 相機(jī)的數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 基于LUT的圖像矯正方法
    3.4 圖像矯正電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 整體電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 Fetch模塊電路設(shè)計(jì)
        3.4.3 Interpolator模塊電路設(shè)計(jì)
    3.5 本章小節(jié)
第4章 特征提取與匹配電路設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 特征提取與匹配算法原理
        4.2.1 SURF特征檢測(cè)
        4.2.2 BRIEF特征描述與匹配
    4.3 特征提取電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 積分圖像位寬的確定
        4.3.2 特征檢測(cè)與特征描述的緩存共享
        4.3.3 坐標(biāo)生成電路設(shè)計(jì)
    4.4 特征匹配電路設(shè)計(jì)
        4.4.1 多緩存設(shè)計(jì)
        4.4.2 匹配運(yùn)算器狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
        4.4.3 匹配單元電路設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.1 引言
    5.2 驗(yàn)證平臺(tái)搭建
    5.3 系統(tǒng)精度驗(yàn)證
        5.3.1 直接驗(yàn)證
        5.3.2 間接驗(yàn)證
    5.4 系統(tǒng)性能分析
        5.4.1 資源消耗與功耗
        5.4.2 速度評(píng)價(jià)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3755392