图像拼接SoC关键技术的设计与实现.pdf

《图像拼接SoC关键技术的设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、图像拼接SoC关键技术的设计与实现TheresearchandimplementationofthekeytechnologyoftheimagemosaicSoC学科专业：微电子学与固体电子学研究生：刘睿指导教师：姚素英教授天津大学电子信息工程学院二零一一年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了

2、明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要图像拼接是图像处理研究领域的一个新的热点问题。随着人们对图像质量的要求的日益提高，单一传感器获取的图像对于某些特

3、殊要求已经较难满足，故而出现了多传感器系统来满足这些特定要求。图像拼接是多传感器系统中十分重要的一种算法，它能将两幅或多幅有交叠的图像合成成一幅广视角的全景图像，广泛应用于社会的各个领域。针对图像拼接的需要，本文提出一种基于角点与频谱比对的图像拼接算法，并对实现该算法的SoC中的关键技术进行了研究与实现。该SoC能将两幅约15%重叠率的图像进行高质量的匹配与拼接操作。本文首先对图像拼接的流程进行了大体介绍，而后对现有的、流程中涉及到的算法做了简要介绍，并分析了各个算法的优缺点。针对这些优缺点，本文提出了一种适于SoC实现的图像拼接处理算法。其后

4、对算法进行了硬件化，提出了图像拼接SoC与算法模块IP的架构。针对算法中一些较难硬件实现的技术难题，本文通过应用FIFO缓存、流水时序控制等方法一一攻克。同时在系统设计时综合考虑了系统实现的硬件开销与系统的处理运行速度，通过模块复用在保证处理速度的前提下将系统的开销降到了最低。本文提出的SoC基于XilinxLX110TFPGA开发系统实现，应用了系统提供的MicroBlaze核心作为主处理器进行数据的调度。同时通过对开发系统SystemACEIP修改实现了从CF存储卡读写图像数据的功能。在软件算法与硬件平台设计完成后，本文对算法与硬件系统进行

5、了仿真与验证。通过软件仿真结果可以看出，本论文提出的算法能对不同尺度变换的图像精确的选出三组匹配点进行图像映射矩阵的计算。算法最终完美的将两幅尺度差异约10%的图像进行了拼接。通过时序仿真与硬件综合结果，本文设计的硬件可以较为快速的完成图像的精确拼接，并输出显示，系统硬件开销被控制在可接受的范围之内。关键词：图像拼接特征点检测频谱比对片上系统（SoC）ABSTRACTImagemosaicisthenewhotspotintheimageprocessingresearch.Atthepresentage,people’sdemandforim

6、agequalityisincreasing.TheimagescapturedbyoneCMOSsensorfailtomeetsomespecialrequirements.Asaresult,themulti-sensorimagingsystemcomesintoourlife.Imagemosaicisoneofthemostsignificantalgorithmsinthemulti-sensorsystem.Throughit,twoormoresmallpictureswithoverlappedareacanbestitch

7、edtogetherintoonewideviewpanoramicimage.Focusontheneedofimagemosaic,thisthesisprovidesanimagemosaicalgorithmbasedonthecornerpointsandthespectrumcomparison.AndthekeytechnologiesintheimageSoCareresearchedandimplementedaswell.ThemosaicSoCcanjointwopictureswith15%overlappedareai

8、ntoonimage.Inthisthesis,thestepsofimagemosaicprocessingareintroducedatfirst