图像匹配最大互相关算法的专用asic 硬件实现方法研究new

《图像匹配最大互相关算法的专用asic 硬件实现方法研究new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、集成电路应用图像匹配最大互相关算法的专用!"#$硬件实现方法研究西安微电子技术研究所U2!##2/!张遂南黄士坦摘要!探讨一种专用C’%7硬件实现方法!这种方法将O’&的灵活性与C’%7的高效性相结合!构造了单O’&R多C’%7的嵌入式计算机!对图像匹配获得了满意的效果"并由此提出了更高性能的硬件实现结构"关键词!图像匹配最大互相关硬件实现图像匹配是把从同一景物利用两个不同的传感件%"高速O’&%#面向算法的专用C’%7器件#软件器录取下来的两幅灰度图像在空间上进行对准&以确方法灵活&可大大降低计算量&

2、但它必须以高速O’&定两幅图像之间相对偏移的过程&通常是在已知的硬件平台为基础&才可能满足高实时性要求%高速$*$个象素的光学或雷达基准图中寻找Q*Q个象O’&方法简单灵活&能够满足高实时性要求&如6%公素的实时图像的匹配位置#图像匹配是计算机图像科司的6$’+(#7"B系列高速O’&芯片&速度高达学的一种基本处理方法&在飞行器导航’目标跟踪’S)T&单芯片就可实现高速实时处理系统#以!"##$%&’资源分析’文字识别等领域中具有极其重要的作用#这些高速O’&芯片组成的硬件结构应是图像匹配计这些高科技领

3、域往往要求极高的实时性&而且要求运算机首选的硬件实现结构#但对应用于尖端科技的这算速度要高达每秒几亿甚至!#亿次操作以上#图像些高速O’&芯片&西方发达国家对我国采取禁售策匹配的运算量非常大&如对较小的+"*+"的实时图和略&这使我国的某些科技领域受到很大的制约&因此!/#*!/#的基准图&采用最大互相关算法进行全搜索在我国必须另辟途径以避免禁售策略的制约#面向算图像匹配&它的运算量!约与!$PQR!"((成正比"法的专用C’%7器件方法&采用大量的并行功能单元&*Q高达!2!)万次乘法和!2!)万次加

4、法以上!不计对基速度高’可以满足嵌入式应用中的高速实时计算要准图数据预处理运算次数"#这些特点使一般的单求&而且结构简单’软件编程简单’硬件实现容易’体7&H计算机结构难以甚至无法满足要求&特别是在航积小’成本低&特别适应我国国情#因此开发研究以空航天等高恶劣环境的嵌入式应用中&更是无法满足专用C’%7组成的高速图像匹配计算机硬件实现结构高可靠性要求&因而必须采用高速灵活的计算机结具有重要的意义#构&才可能满足上述的要求#从图像匹配整个过程来看&虽然它具有非常大的图像匹配一般可采用如下几种方法实现$!软

5、运算量&但是它的运算主要为大量重复进行的乘法和################################################!接上页"术参数&一般取决于普通云台自身的参数#目标的功能#参考文献!主要性能指标!6$’+(#7"(#!87"2#!&9:-;<9:=>?@6ABC’%D?.:EF9D.?G!554!!"运算处理能力$!"##$%&’%(6$’+(#7"(*87"2*7&H=DI%D?.:EJ.-KD?9.@6ABC’!("可供存储数字图像的存储器容量$)$*+(,-.%%D?

6、.:EF9D.?G!554!+"处理每场图像的分辨率为/!(*(/"象元%+6$’+(#7"*L;.-F-M-DN77KF;->9@6ABC’%D?.:EF9D.?G!)"测量精度0!个象元%!554)6$’+(#7"*7’KE:J9O9,ENN9:@6ABC’%D?.:EF9D.?G!/"测量跟踪的目标与背景的最低对比度$/1%!552!""触发报警的动目标压行数!+电视行%/6$’+(#7"###7KI97KF;K?9:’.EI-K@6ABC’%D?.:EF9D?G!2"形心测量跟踪和匹配测量跟踪目

7、标的数据处!555理时间3(#毫秒%"任丽香&马淑芬@6$’+(#7"###系列O’&?的原理与应用@北京$电子工业出版社&(###!4"在全视场内&大波门自动捕获目标时间""#毫秒%!收稿日期$(###P!(P(""!5"自动控制普通云台跟踪目标的速度和转角技!"集成电路应用表%采用互相关变换公式图象匹配运算周期数和时间项目公式+.-公式+.-卷积项实时图参考图总运算周期数卷积项周期数约需时间+/0-所占比例12312%)43%)45%..14%65%15.7%6168%99:41;2.32.%)83

8、%)88912)99)89168..2512)99:91;12312%563%56<<.)1)5)<<)9%.58.2.599:81;!"!实时图#"$基准图2.32.%563%56%266<8866%5999.656926599:95;图%!"!实时图和$"$基准图加法运算"这就使它具有高度并行性#简单性和重复图数据和基准子图数据的卷积$这一结论也可通过实性的特点$例如图%%每一方格代表一8位灰度图像际图像匹配运算得到$在F?公司F$>1