基于SoC的視覺(jué)假體圖像處理算法硬件設(shè)計(jì).pdf

1、視覺(jué)是人類最重要的感知器官。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)盲人視覺(jué)通路上只有部分通路發(fā)生病變，這為視覺(jué)假體技術(shù)的誕生奠定了生理基礎(chǔ)。
　　視覺(jué)假體技術(shù)屬于功能電刺激技術(shù)中的一種，通過(guò)植入人體的微電極陣列刺激視覺(jué)通路中未受到損傷的部分，使盲人形成光幻視?；谀壳把芯繝顩r，本文提出并采用硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于SoC系統(tǒng)的分類識(shí)別算法。此算法利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外界圖像進(jìn)行分類，采用固定符號(hào)圖形代表一類物體，并可通過(guò)盲人的后期訓(xùn)練達(dá)到對(duì)物體更高的識(shí)別率。<

2、br>　　基于分類識(shí)別算法，本文首先提出了視覺(jué)假體圖像處理算法IP核的總體模塊設(shè)計(jì)，確定了HU矩特征與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器相結(jié)合的分類方法，并將圖像處理算法IP核劃分為六個(gè)模塊。其次介紹了這六個(gè)模塊的設(shè)計(jì)邏輯與仿真結(jié)果，分別包括圖像裁剪模塊、二值化處理模塊、HU矩特征提取模塊、運(yùn)動(dòng)方式判別模塊、BP網(wǎng)絡(luò)識(shí)別模塊以及AMBA總線接口控制模塊。之后通過(guò)FPGA開發(fā)板驗(yàn)證了各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，最后將圖像處理算法IP核移植至SoC系統(tǒng)上，完成了整體算

3、法的驗(yàn)證，最終識(shí)別結(jié)果顯示在LCD上。
　　為便于硬件實(shí)現(xiàn)，在圖像二值化處理模塊中對(duì)OTSU算法采取縮減遍歷范圍及簡(jiǎn)化公式相結(jié)合的優(yōu)化措施。同時(shí)由于采集到的圖像大小固定，乘法以及除法運(yùn)算中大部分為固定系數(shù)運(yùn)算，因此固定系數(shù)乘法以及除法采取數(shù)據(jù)左移或右移的方式實(shí)現(xiàn)，以降低運(yùn)算復(fù)雜度，減小電路規(guī)模。
　　本文的設(shè)計(jì)滿足了圖像分類算法的基本要求，雖然目前平均識(shí)別率僅達(dá)到75％，但是本文基于分類算法這一思想，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)的方式完成了