基于FPGA的視覺(jué)假體顯著圖提取算法的研究.pdf

1、眼睛是人類最重要的感受器官，視覺(jué)損傷將給盲人帶來(lái)無(wú)法想象的痛苦。一些科學(xué)家提出了幫助盲人“恢復(fù)”視覺(jué)的方案：利用電極刺激裝置來(lái)修復(fù)視覺(jué)通路上產(chǎn)生的病變，即視覺(jué)假體裝置。
　　日常生活中，外界環(huán)境包含巨大的信息量，需要經(jīng)過(guò)處理再應(yīng)用于視覺(jué)假體裝置，否則盲人將無(wú)法識(shí)別障礙物等目標(biāo)，因此提取出圖像中的顯著性區(qū)域十分必要。本文首先介紹了一種基于人類視覺(jué)注意機(jī)制的顯著圖提取模型—Itti模型。Itti模型是提取顯著圖的經(jīng)典模型，其提取的顯著

2、圖像為低分辨率圖像，適用于視覺(jué)假體的研究，并且與其他算法相比更易完成硬件實(shí)現(xiàn)。本文在視覺(jué)假體研究中引入了一種基于Itti模型的改進(jìn)方案，即把RGB色彩空間轉(zhuǎn)換為HSI色彩空間，改進(jìn)后的算法更加符合人類的視覺(jué)系統(tǒng)，并且降低了算法的復(fù)雜度。本文基于MATLAB軟件對(duì)傳統(tǒng)Itti算法與其改進(jìn)算法進(jìn)行建模和仿真，并對(duì)仿真圖進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明：改進(jìn)后的算法的精確度提升了約19％，運(yùn)行時(shí)間縮短了約41.4%，大幅度提升了圖像提取的精確度、運(yùn)行速

3、度和效率。
　　為了提高算法的實(shí)時(shí)性，本文實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的顯著性提取算法的硬件設(shè)計(jì)。應(yīng)用VerilogHDL語(yǔ)言對(duì)算法進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與仿真。最后搭建驗(yàn)證系統(tǒng)平臺(tái)，完成對(duì)改進(jìn)后Itti模型硬件設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。結(jié)果表明：相比于傳統(tǒng)軟件處理平臺(tái)的圖像處理時(shí)間0.357s，算法的硬件設(shè)計(jì)對(duì)于256*256分辨率的圖像處理時(shí)間為1ms，能夠滿足FPGA驗(yàn)證平臺(tái)44fps幀率的實(shí)時(shí)性要求。大幅提高了算法的實(shí)時(shí)性，為后續(xù)視覺(jué)假體圖像實(shí)時(shí)性處理研究