基于雙目視覺(jué)的立體匹配算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、雙目立體視覺(jué)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，主要采用兩臺(tái)攝像機(jī)對(duì)同一景物進(jìn)行拍攝，根據(jù)幾何原理將不同位置獲取的二維圖像信息進(jìn)行三維重建，從而恢復(fù)原景物的三維信息。由于其原理是直接模擬人眼觀察事物的方式，是獲取三維場(chǎng)景中深度信息的重要手段。立體匹配是雙目立體視覺(jué)中的一個(gè)重要研究方向，在機(jī)器人導(dǎo)航、三維測(cè)距、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
　　改進(jìn)匹配算法來(lái)提高匹配的精度，首先，在進(jìn)行Mini-Census變換時(shí)，鄰域像素需

2、要與中心像素及其平均值進(jìn)行比較，得到一串兩位數(shù)碼；然后，利用圖像的梯度信息動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)匹配窗口的尺寸，根據(jù)匹配窗口尺寸的差異分別使用改進(jìn)稀疏Census變換；最后，將左右一致性檢測(cè)、投票算法相結(jié)合，對(duì)視差圖進(jìn)行細(xì)化處理，從而得到較為準(zhǔn)確和稠密的視差圖。
　　雙目立體匹配算法的計(jì)算量大、復(fù)雜度高，一些傳統(tǒng)平臺(tái)無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性要求，從而在很大程度上制約了在實(shí)際中的應(yīng)用。本文采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programmable Gat

3、e Arrays FPGA）作為硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，采用Verilog HDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)匹配算法中圖像數(shù)據(jù)緩存、Census變換、梯度計(jì)算、左右一致性檢測(cè)等相關(guān)功能模塊，通過(guò)功能模塊間的并行化和流水線化，提高匹配算法的處理速度。
　　本文選用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片中的的EP2C35F672的FPGA芯片作為處理核心，Quartus Ⅱ11.1作為主要開(kāi)發(fā)工具，使用線邏輯分析儀SignalTap Ⅱ及Modelsim