基于FPGA的高分辨率全景图像处理平台的设计与实现.pdf

哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于FPGA的高分辨率全景图像处理平台的设计与实现
姓名:赵有金
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:夏桂华
20090101
摘要使用全景视觉传感器一次能够获取水平方向取⒋怪狈较虺度范围的场景图像,因此在实际中得到越来越广泛的应用。传统图像传感器由普通镜头成像,仅能观测到几十度视场内的目标。全景视觉传感器利用折反射全景成像原理可以观察到接近一个球面的全景视场信息。全景视觉传感器技术是一门新颖的技术,已经逐步应用到军用机器人导航、星体探测、视频监控、火险救灾、虚拟现实等众多领域。某些特殊场合,如对图像清晰度要求较高,就需要使用高分辨率的进行成像;拍摄高速目标时需要缩短曝光时间,增加帧率。由此带了的问题就是对图像处理器的要求越来越高,通用处理器难以满足实时处理要求。为了解决高分辨率全景图像的采集、存储、解算以及显示的实时性问题,系列为核心,利用其内部的总线技术,在锝獸和从外设和自己设计的两个杉允局魍馍杓傻揭桓鯝低持校菇ǔ龌贔娜ň巴枷实时处理平台。结果表明,本系统可以完成对分辨率为×、接口全景图像进行实时采集、存储并解算成适于观察的柱面姆直媛式惺凳毕允尽关键词:全景视觉;还原解算;接口;总线;高速存储器本设计以的图像,并以哈尔滨工程大学硕士学位论文
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新┳职旯导师┳:/氟陟。唧霉作者┳:躯确垒月’弓日作者┳:碍诵钐哈尔滨工程大学学位论文原创性声明学位论文授权使用声明年/月/本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文谟柩缓蠹纯口在授予学位个月后解密后晒豕こ檀笱徒挥泄夭棵沤斜4妗⒒惚嗟取日期:移尸口
,被广泛应用于各种领域,如机器人导航、太空探测、视频监控、视频会议和虚拟现实等各个方面。当今应用最广的全景视觉系统是在一块駽泄馄骷闲纬度的全景图像,然后通过软件算法还原成真实图像。这就带来了一个问题,就是同样大小的感光器件上所容纳的视场越大,单个物体所占有的像素就会越少,势必导致所关心的具体目标分辨率大大降低,甚至不满足观测要求。这样就只能通过增加感光器件自身的分辨率来解决这一问题,然而普通视频格式的分辨率是,无法改变,所以采用公司的口甃虲接目蒲Ъ案叻直媛适窒嗷直媛饰∷俾饰,这样可以在很大程度上改善全景图像的清晰度问题。但是分辨率提高的同时,通讯数据量也增加普通视频十倍还多,这就给通用计算机拇砟芰芟叩耐ㄑ赌芰μ岢隽搜暇奶粽剑匝椋褂肅主频为的通用计算机和杉ü钩傻母叻直媛嗜ň笆泳跸低常苯兄嬲箍或者局部透视展开时,与普通视频全景成像系统相比,在图像清晰度提高的领域中不满足要求。另外通用计算机处理系统在由于其体积、重量和稳定性对于图像算法的处理可以用软件或硬件来实现。通常来说,出于简便和成本考虑,一般会利用软件来实现大部分的操作,除非需要更高的速度以满足性能指标。对于图像处理速度的提高,一般主要采用两种手段,一是改变图像处理算法,使算法更简单,但现在最为耗时的图像低级处理算法已经相同时,帧速率下降为~,实时性大大降低,在很多要求实时观测的应用等方面原因,在苛刻条件下亦无法使用。哈尔滨工程大学硕士学位论文
ㄓ眉扑慊很困难的。二是改变实现算法的手段。利用硬件来处理算法是一个不错的选择,图像处理的硬件设计有两种技术方案,一是全定制的专用集成电路,二是半定制的数字信号处理器约跋殖】杀喑堂帕姓它们在设计中的运用都可以大大加快对信息的处理速度。目前实现图像处理算法的手段针对不同的应用需求主要有以下几种:通用计算机,并行处理,即采用软件手段来实现图像处理算法。,通过高级语言、编写程序代码