目標(biāo)匹配算法的SoPC設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，圖像匹配技術(shù)在科研領(lǐng)域中逐漸成為一個重要研究熱點(diǎn)，并且在計(jì)算機(jī)視覺、醫(yī)學(xué)影像、軍事自動目標(biāo)識別、衛(wèi)星圖像的編譯和分析等領(lǐng)域得到越來越廣泛的利用。SIFT算法是一種基于尺度空間的、對圖像縮放、旋轉(zhuǎn)甚至仿射變換保持不變性的特征匹配算法，因此其算法本身及其衍生算法對圖像匹配技術(shù)有著重要的研究意義和價(jià)值。
　　現(xiàn)如今的圖像匹配大部分都是基于軟件實(shí)現(xiàn)的。由于數(shù)據(jù)計(jì)算量的的巨大，圖像匹配系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和高精度性很

2、難通過軟件確保。隨著FPGA和SoPC技術(shù)的發(fā)展，硬件系統(tǒng)逐漸擁有了足夠的資源來完成圖像處理計(jì)算，同時(shí)由于FPGA處理數(shù)據(jù)的并行性，可以大大提升圖像匹配的處理速度。
　　本文主要研究并設(shè)計(jì)了基于SIFT算法的圖像匹配SoPC系統(tǒng)，主要研究了SIFT算法中的歐氏距離匹配模塊，包括窮舉法、2-近鄰比值算法。由于描述子數(shù)據(jù)量過多而難以將匹配操作硬件化，針對此特點(diǎn)，本文首先將描述子數(shù)據(jù)先存放在DDR中，然后利用“邊傳輸邊計(jì)算”的方法實(shí)現(xiàn)了

3、算法的硬件移植，同時(shí)采用多級流水線加速了數(shù)據(jù)處理，減少了邏輯資源的使用，優(yōu)化了時(shí)序。之后合理利用了現(xiàn)有資源，通過擴(kuò)大輸入數(shù)據(jù)位寬、增加處理模塊等操作修改并完善了歐氏距離匹配模塊，加速了模塊的處理速度。之后基于AXI總線協(xié)議將模塊封裝成Match自封裝IP核，并基于Zynq-7000平臺搭建了硬件環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了圖像匹配系統(tǒng)的硬件部分。之后參照Xilinx SDK的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，使用C語言設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了圖像匹配系統(tǒng)的操作系統(tǒng)層，以實(shí)現(xiàn)ARM