基于FPGA的無(wú)人機(jī)航拍圖像特定目標(biāo)識(shí)別技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前在圖像研究領(lǐng)域中，對(duì)于圖像中特定目標(biāo)的識(shí)別與實(shí)時(shí)跟蹤一直是眾多學(xué)者持續(xù)深入研究、有待進(jìn)一步攻克的技術(shù)。圖像識(shí)別與實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)在無(wú)人機(jī)航拍中得到了較為廣泛的運(yùn)用，如地震調(diào)查、軍事偵察、還是偵查、工程測(cè)繪、農(nóng)作物估產(chǎn)等。圖像特定目標(biāo)的識(shí)別與跟蹤的實(shí)現(xiàn)要依靠一定的硬件與軟件予以實(shí)現(xiàn)，通常對(duì)于絕大部分普通圖像的處理可以通過(guò)軟件來(lái)完成，但是在軍事無(wú)人機(jī)航拍過(guò)程中一般處在高速運(yùn)行、實(shí)時(shí)高分辨率拍攝的狀況下，僅僅依靠軟件對(duì)圖像處理已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需

2、求，因此我們有必要結(jié)合ARM的處理器調(diào)度功能和FPGA的硬件加速功能對(duì)獲取的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)、攻擊目標(biāo)的識(shí)別和實(shí)時(shí)跟蹤等功能。伴隨嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的推廣普及，在圖像識(shí)別實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)領(lǐng)域成本不斷下降，硬件也在趨向于小型化和功耗不斷降低，由此本研究中基于FPGA的無(wú)人機(jī)航拍圖像特別目標(biāo)識(shí)別技術(shù)應(yīng)用研究中選擇采用硬件的方法予以實(shí)現(xiàn)。
　　為了使用軟硬核的協(xié)同處理實(shí)時(shí)的對(duì)獲取的特定目標(biāo)進(jìn)行分析和判斷，我們提出的系統(tǒng)的硬件主要

3、包含以下IP核:DSP數(shù)字信號(hào)處理器、集成圖形處理芯片或FPGA半定制邏輯電路配合其它輔助邏輯電路，相較于前兩種硬件設(shè)計(jì)方案，采用FPGA半定制邏輯電路具有較多硬件資源可以選擇，具有成本低、性能與穩(wěn)定性良好的特點(diǎn)，同時(shí)FPGA的易維護(hù)性能夠提供更加方便的升級(jí)以實(shí)現(xiàn)功能增強(qiáng)，這樣在開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)航拍圖像特定目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)時(shí)將具有更大的通用性與彈性指數(shù)。
　　本論文首先在第一章介紹了研究背景和意義，對(duì)圖像識(shí)別與實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)、無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)、

4、FPGA技術(shù)等國(guó)內(nèi)外最新研究成果進(jìn)行了綜述。在第二章中闡述了對(duì)航拍圖像特定目標(biāo)識(shí)別方法體系的基本構(gòu)成，闡述運(yùn)用無(wú)人機(jī)航拍的特殊性及用FPGA處理航拍圖像的優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)和提供了理論依據(jù)。在第三章和第四章中對(duì)基于FPGA的無(wú)人機(jī)航拍圖像特定目標(biāo)實(shí)時(shí)識(shí)別系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并作了細(xì)致闡述。第五章對(duì)無(wú)人機(jī)航拍目標(biāo)識(shí)別流程框架進(jìn)行了介紹，并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)無(wú)人機(jī)航拍圖像特定目標(biāo)實(shí)時(shí)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了邊緣檢測(cè)、主動(dòng)輪廓模型、S