基于FPGA的視覺假體顯著圖提取算法的研究.pdf

1、眼睛是人類最重要的感受器官，視覺損傷將給盲人帶來無法想象的痛苦。一些科學(xué)家提出了幫助盲人“恢復(fù)”視覺的方案：利用電極刺激裝置來修復(fù)視覺通路上產(chǎn)生的病變，即視覺假體裝置。
　　日常生活中，外界環(huán)境包含巨大的信息量，需要經(jīng)過處理再應(yīng)用于視覺假體裝置，否則盲人將無法識別障礙物等目標(biāo)，因此提取出圖像中的顯著性區(qū)域十分必要。本文首先介紹了一種基于人類視覺注意機制的顯著圖提取模型—Itti模型。Itti模型是提取顯著圖的經(jīng)典模型，其提取的顯著

2、圖像為低分辨率圖像，適用于視覺假體的研究，并且與其他算法相比更易完成硬件實現(xiàn)。本文在視覺假體研究中引入了一種基于Itti模型的改進方案，即把RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSI色彩空間，改進后的算法更加符合人類的視覺系統(tǒng)，并且降低了算法的復(fù)雜度。本文基于MATLAB軟件對傳統(tǒng)Itti算法與其改進算法進行建模和仿真，并對仿真圖進行定量分析，結(jié)果表明：改進后的算法的精確度提升了約19％，運行時間縮短了約41.4%，大幅度提升了圖像提取的精確度、運行速

3、度和效率。
　　為了提高算法的實時性，本文實現(xiàn)了基于FPGA的顯著性提取算法的硬件設(shè)計。應(yīng)用VerilogHDL語言對算法進行硬件設(shè)計與仿真。最后搭建驗證系統(tǒng)平臺，完成對改進后Itti模型硬件設(shè)計的驗證。結(jié)果表明：相比于傳統(tǒng)軟件處理平臺的圖像處理時間0.357s，算法的硬件設(shè)計對于256*256分辨率的圖像處理時間為1ms，能夠滿足FPGA驗證平臺44fps幀率的實時性要求。大幅提高了算法的實時性，為后續(xù)視覺假體圖像實時性處理研究