基于SAD算法的立體匹配硬件實(shí)現(xiàn)的研究.pdf

1、旨在重構(gòu)場(chǎng)景的三維幾何信息的立體視覺(jué)在軍事、航天、數(shù)字化醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、商業(yè)、娛樂(lè)、教育以及傳媒等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。本文就立體視覺(jué)中的關(guān)鍵問(wèn)題——立體匹配采用了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，利用FPGA硬件并行性和流水線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分辨率為128×128圖像的預(yù)處理(中值濾波和銳化處理)和基于SAD立體匹配算法獲取立體匹配視差圖的研究。
　　經(jīng)過(guò)圖像的濾波和銳化處理，可以大大減少立體匹配的運(yùn)算量。在文中，詳細(xì)分析和研究了中

2、值濾波和圖像銳化(Sobel濾波)的理論基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在合理利用硬件資源的條件下，通過(guò)改進(jìn)算法和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了中值濾波和銳化的基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)方案。除此外，還改進(jìn)了中值濾波算法，該算法大大節(jié)省了硬件資源，提高了處理速度。
　　在介紹立體匹配的原理基礎(chǔ)上，根據(jù)區(qū)域匹配算法運(yùn)算復(fù)雜度低，易于采用硬件加速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)立體匹配的算法中采用了區(qū)域匹配算法。為了進(jìn)一步減少運(yùn)算量和提高運(yùn)算速度，采取了區(qū)域立體匹配算法中的求絕

3、對(duì)值和算法(SAD)，在原始的運(yùn)算方法基礎(chǔ)上，對(duì)SAD算法中求取絕對(duì)值的方法進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合 FPGA的并行結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了基于SAD算法的立體匹配硬件結(jié)構(gòu)的研究。
　　最后，具體分析了基于FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)立體匹配的硬件結(jié)構(gòu)以及各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，利用FIFO來(lái)實(shí)現(xiàn)移位寄存器組以及數(shù)據(jù)緩存的功能，在立體視覺(jué)算法的實(shí)現(xiàn)中，采用了乒乓結(jié)構(gòu)、窗口數(shù)據(jù)緩存以及盒濾波等硬件加速方法來(lái)優(yōu)化整個(gè)硬件設(shè)計(jì)，最后在QUARTUS II和MOD