基于全景立體球視覺(jué)的圖像采集預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、全景視覺(jué)系統(tǒng)是一種無(wú)須機(jī)械回轉(zhuǎn)或掃描就可以觀察視場(chǎng)內(nèi)全部景物的視覺(jué)系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論研究和應(yīng)用開發(fā)等方面具有很大的發(fā)展空間。然而由于系統(tǒng)在觀測(cè)景物的同時(shí)無(wú)法獲取景深信息,因此它的應(yīng)用有一定的局限性。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出一種全新的機(jī)器視覺(jué)模型,即全景立體球視覺(jué)系統(tǒng)。它是以鏡頭+圖像傳感模塊+DSP+FPGA為核心的嵌入式系統(tǒng),集全景視覺(jué)和立體視覺(jué)優(yōu)勢(shì)于一體,僅一次拍攝就可以獲取完整全球域、無(wú)盲區(qū)、無(wú)冗余的圖像信息并同時(shí)測(cè)算出全視場(chǎng)范

2、圍內(nèi)景物的景深信息。這項(xiàng)技術(shù)的研究將進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展和完善。
　　 由于全景立體球視覺(jué)系統(tǒng)體系龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此本文的研究?jī)?nèi)容主要是設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),即圖像采集預(yù)處理系統(tǒng)。它是以CMOS圖像傳感器+FPGA為核心,完成圖像數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理、傳輸和顯示工作。系統(tǒng)的硬件電路是由FPGA控制模塊、圖像采集模塊、FPGA外圍電路模塊、系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊以及系統(tǒng)顯示模塊五部分組成。其中,FPGA控制模塊是以Altera公司

3、的EP2C35F672C6為核心,控制管理系統(tǒng)各個(gè)模塊的工作和它們之間的數(shù)據(jù)通信;圖像采集模塊采用的是Apitna公司生產(chǎn)的MT9V136圖像傳感器,主要負(fù)責(zé)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集工作;MVID生產(chǎn)的4MB Flash芯片AM29LV320DB-90和SAMSUNG生產(chǎn)的64MB SDRAM芯片K4S641632共同構(gòu)成了系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊;系統(tǒng)的顯示模塊使用的是TFT-LCD,取代了過(guò)去傳統(tǒng)的CRT顯示模式。
　　 圖像采集預(yù)處理系統(tǒng)的

4、軟件驅(qū)動(dòng)開發(fā)是按照基于NiosⅡ的SOPC系統(tǒng)開發(fā)流程設(shè)計(jì),即在OuartusⅡ9.0和NiosⅡ EDS9.0環(huán)境下,設(shè)計(jì)NiosⅡ系統(tǒng)模塊、I2C總線配置模塊、圖像采集驅(qū)動(dòng)模塊和液晶顯示驅(qū)動(dòng)模塊等四個(gè)軟件驅(qū)動(dòng)模塊。通過(guò)系統(tǒng)的仿真、測(cè)試和調(diào)試,最終證實(shí)了圖像采集預(yù)處理系統(tǒng)軟件程序的可行性。
　　 由于圖像預(yù)處理技術(shù)復(fù)雜多樣,因此本文的最后一部分重點(diǎn)介紹預(yù)處理的一種關(guān)鍵技術(shù)——圖像濾波。本文在分析濾波算法原理的基礎(chǔ)上,利用Ver