人體熱紅外圖像邊緣檢測算法及FPGA實現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字信息技術的不斷發(fā)展，紅外圖像處理技術在數(shù)字智能安防系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。在特殊禁區(qū)場所安防應用的背景下，紅外圖像智能識別跟蹤系統(tǒng)具有背景復雜（高頻噪聲、雜波多）、多目標信息量大、實時性要求高的應用特點。因此，紅外圖像邊緣檢測成為了整個智能識別跟蹤安防系統(tǒng)的難點之一。
　　 本文提出了基于并行遺傳算法和細胞神經(jīng)網(wǎng)絡算法相結(jié)合的紅外圖像邊緣檢測數(shù)字系統(tǒng)。利用并行遺傳算法全局搜索性、快速收斂和魯棒性，設計特定應用背景下的細胞

2、神經(jīng)網(wǎng)絡模板。首先，在一定范圍內(nèi)隨機建立細胞神經(jīng)網(wǎng)絡模塊初始種群。根據(jù)預處理后紅外圖像計算出每個細胞元的狀態(tài)值與輸出值，然后計算細胞神經(jīng)網(wǎng)絡的能量，并將其作為并行遺傳算法的適應度值。接著對種群個體進行遺傳算子操作，待細胞神經(jīng)網(wǎng)絡能量收斂并得到所需的細胞神經(jīng)網(wǎng)絡模板。然后采用該模板設計的細胞神經(jīng)網(wǎng)絡對紅外圖像進行邊緣檢測仿真，最后通過仿真結(jié)果對該算法進行定性和定量評價。
　　 對邊緣檢測算法進行FPGA硬件實現(xiàn)是本文的核心內(nèi)容。針

3、對硬件模塊數(shù)據(jù)交叉?zhèn)鬏斪钌俚脑瓌t，將整個硬件系統(tǒng)分為:紅外圖像數(shù)據(jù)輸入模塊、細胞元IP核模塊、紅外圖像數(shù)據(jù)輸出模塊。根據(jù)stateflow的控制行為能力特性，建立數(shù)據(jù)流的輸入、輸出模型。然后利用simulink的算法行為特性，將輸入、輸出模塊與細胞元IP核模塊相連接。并采用基于查找表和基于模型的兩種細胞元IP核硬件設計方法。最后將兩種設計的細胞元IP核在xilinx的Virtex-6系列平臺上進行功能、時序仿真、綜合，并結(jié)合simuli

4、nk對紅外圖像進行實時的邊緣檢測仿真。
　　 為了實時實現(xiàn)全硬件平臺的紅外圖像邊緣檢測，本文采用VGA顯示接口和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸接口，建立了由PC機、FPGA開發(fā)板、1360×768分辨率的VGA接口顯示器組成的硬件平臺。此系統(tǒng)能夠?qū)⒓t外圖像數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)TCP協(xié)議調(diào)試助手傳輸給FPGA開發(fā)板，待FPGA開發(fā)板中設計的紅外圖像邊緣檢測數(shù)字電路將接收的紅外圖像數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，再通過VGA接口協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示器輸出。通過對基于細胞