基于SoC的視覺假體圖像處理算法硬件設計.pdf

1、視覺是人類最重要的感知器官。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)盲人視覺通路上只有部分通路發(fā)生病變，這為視覺假體技術的誕生奠定了生理基礎。
　　視覺假體技術屬于功能電刺激技術中的一種，通過植入人體的微電極陣列刺激視覺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計實現(xiàn)了基于SoC系統(tǒng)的分類識別算法。此算法利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對外界圖像進行分類，采用固定符號圖形代表一類物體，并可通過盲人的后期訓練達到對物體更高的識別率。<

2、br>　　基于分類識別算法，本文首先提出了視覺假體圖像處理算法IP核的總體模塊設計，確定了HU矩特征與神經(jīng)網(wǎng)絡分類器相結(jié)合的分類方法，并將圖像處理算法IP核劃分為六個模塊。其次介紹了這六個模塊的設計邏輯與仿真結(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、運動方式判別模塊、BP網(wǎng)絡識別模塊以及AMBA總線接口控制模塊。之后通過FPGA開發(fā)板驗證了各個模塊的工作狀態(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、法的驗證，最終識別結(jié)果顯示在LCD上。
　　為便于硬件實現(xiàn)，在圖像二值化處理模塊中對OTSU算法采取縮減遍歷范圍及簡化公式相結(jié)合的優(yōu)化措施。同時由于采集到的圖像大小固定，乘法以及除法運算中大部分為固定系數(shù)運算，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現(xiàn)，以降低運算復雜度，減小電路規(guī)模。
　　本文的設計滿足了圖像分類算法的基本要求，雖然目前平均識別率僅達到75％，但是本文基于分類算法這一思想，通過硬件設計的方式完成了