基于FPGA的立體視覺實時圖像匹配系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著信息科學(xué)的高速發(fā)展，立體視覺圖像處理技術(shù)得到了長足發(fā)展。目前，立體視覺圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車電子、醫(yī)學(xué)成像及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中。數(shù)字圖像處理的特點是處理的數(shù)據(jù)量大，處理非常耗時，系統(tǒng)的實時性不容易滿足。作為立體視覺中的關(guān)鍵技術(shù)之一的圖像匹配(立體匹配)，能否有效地解決該問題嚴(yán)重影響著立體視覺系統(tǒng)的成像性能。本文研究了在FPGA上用硬件描述語言實現(xiàn)了立體圖像匹配，通過功能模塊的硬件化，解決了視頻圖像處理的速度問題。隨著微

2、電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，F(xiàn)PGA性能更為優(yōu)良，資源不斷豐富，為立體圖像信號處理在算法、系統(tǒng)架構(gòu)上帶來了更為優(yōu)越的解決方案。
　　 本論文來源于某公司的合作項目：雙攝像頭圖像深度映射，即基于FPGA的雙目立體視覺的實時立體成像系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。本論文研究的重點主要集中在雙攝像頭立體匹配功能模塊算法的分析、選取和優(yōu)化，匹配模塊構(gòu)架、實施和仿真驗證方案的制定、硬件資源占用/性能分析以及模塊功能的實現(xiàn)、功能/時序仿真、測試和模塊驅(qū)動程序的編

3、寫、系統(tǒng)的整合等。區(qū)域匹配算法的實質(zhì)是利用局部窗口之間灰度信息的相關(guān)程度，性能在很大程度上要依賴于相似性衡量標(biāo)準(zhǔn)的選擇，目前常用的衡量準(zhǔn)則有匹配區(qū)域內(nèi)像素的灰度差絕對值求和、灰度差平方求和以及匹配塊內(nèi)像素歸一化差值求和等；而這些算法復(fù)雜度都很高，需要處理大量的數(shù)據(jù)，采用通用計算機或數(shù)字處理芯片的串行處理方式無法滿足高速、實時處理的性能要求，因而需要開發(fā)專用的硬件并行處理系統(tǒng)。
　　 整個設(shè)計都是在QuartusⅡ10.1和第三方