圖像配準(zhǔn)核心算法的硬件實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、圖像配準(zhǔn)是圖像處理的基本問題,是對同場景多圖像分析的基礎(chǔ),是近年來迅速發(fā)展的圖像處理技術(shù)之一,其中基于變換域的圖像配準(zhǔn)方法是最基本的傅立葉變換方法,研究其硬件實(shí)現(xiàn)具有重要的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義.大規(guī)模可編程邏輯器件是近年來為適應(yīng)專用集成電路的設(shè)計(jì)需求而迅速發(fā)展起來的一種新型可編程ASIC器件,它的應(yīng)用和發(fā)展以及超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的出現(xiàn),使得電子設(shè)計(jì)的規(guī)模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的推陳出新.該

2、文主要目的就是針對中國衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)中的圖像模糊想象,研究如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)中的核心算法——二維FFT,并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一個基于FPGA的圖像配準(zhǔn)系統(tǒng).該設(shè)計(jì)回顧了快速傅立葉變換的各種算法,比較了算法的復(fù)雜性,對它們是否適合硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了討論分析,對FFT實(shí)現(xiàn)的硬件結(jié)構(gòu)和誤差問題進(jìn)行了研究.在FFT算法設(shè)計(jì)過程中,采用基4和基2的混合算法,使用遞歸結(jié)構(gòu)和塊浮點(diǎn)運(yùn)算方式,解決了蝶形運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲的協(xié)調(diào)一致問題;并將

3、雙端口RAM,只讀ROM,控制單元,運(yùn)算單元,地址生成單元等全部內(nèi)置在FPGA內(nèi)部;整個設(shè)計(jì)過程采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,遵循模塊化、規(guī)則化和局部化的原則,使用同步設(shè)計(jì)的思想,使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和處理速度得到很大提高,有效合理地解決了資源和速度相互制約的問題.該文采用VHDL語言和圖形輸入混合的方法,利用Altera公司的芯片資源和Quartus Ⅱ系列EDA開發(fā)軟件,使用一片EPlk100208芯片實(shí)現(xiàn)了二維FFT算法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)