基于DSP與FPGA的圖像互相關(guān)匹配算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,圖像匹配技術(shù)己成為近代信息處理,特別是圖像信息處理領(lǐng)域中的一項(xiàng)極為重要的技術(shù)。被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。伴隨著微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,低功耗、小型化的圖像匹配系統(tǒng)需求越來(lái)越多,并對(duì)應(yīng)用于這些系統(tǒng)上的軟件算法實(shí)時(shí)處理能力要求越來(lái)越高。本文結(jié)合ADSP-TS201處理器和XC5VLX110T型FPGA對(duì)應(yīng)用最為廣泛的、匹配性能較強(qiáng)的歸一化互相關(guān)軟件算法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合兩種硬件的不同特性和算法自身特點(diǎn),本文論述了兩

2、種不同的優(yōu)化方案,并對(duì)這兩種方案進(jìn)行了具體的介紹和實(shí)現(xiàn)。
　　 首先,本文對(duì)歸一化互相關(guān)圖像匹配算法的已有優(yōu)化思路進(jìn)行了研究和總結(jié),分析了三種不同優(yōu)化策略的適用性、優(yōu)缺點(diǎn)以及其實(shí)現(xiàn)手段。
　　 其次,本文結(jié)合ADSP-TS201處理器的硬件架構(gòu)和互相關(guān)圖像匹配算法特點(diǎn),提出了一種遞推多模板快速算法,并將其與TS201處理器的并行匯編優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建了遞推多模板并行匯編優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案。本文詳細(xì)論述了此實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)思路和

3、實(shí)現(xiàn)方法,并將該方案的性能與常規(guī)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了性能對(duì)比。實(shí)驗(yàn)證明,本文提出的基于DSP的歸一化互相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,在保證軟件算法性能的前提條件下,大大提升了算法執(zhí)行效率。
　　 之后,本文嘗試使用XILINX公司的Virtex-5XC5VLX110T型FPGA器件,設(shè)計(jì)了一種互相關(guān)算法的數(shù)據(jù)并行優(yōu)化方案。本文同樣給出了此優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案的具體設(shè)計(jì)思路,并參照DSP優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo),通過(guò)使用數(shù)據(jù)并行和流出處理技術(shù),對(duì)此優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了實(shí)