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基于FPGA的全方位视觉图像畸变校正

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发表于 2019-9-25 09:55 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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基于FPGA的全方位视觉图像畸变校正
% a5 ^! {+ G2 [1 ~6 B: T9 W, i4 ~  u
+ \8 Z, ?( k7 t3 \
全方位视觉能够在一幅图像中观测到半球域的信息,因此其应用也越来越广泛,鱼眼镜头是建立全方位视觉系统的最有效的方法之一,它使用单一镜头就能够捕获半球图
$ L4 [, a% Z+ I7 K+ o7 {: X+ X$ x像,使用两个鱼眼镜头则能够一次获取整个空间的完整图像,但是鱼眼镜头图像虽然观测视野很大,但也带来了较大的图像畸变,给应用造成了很大的问题。虽然这种畸变可4 O7 N5 E/ i8 t& I
以用很多方法来进行校正,但大多方法都只限于理论或在PC机上实现,但由于其体积,功耗和处理速度等原因,其并不适合用在车载系统中。4 b) {. G- @( W

. N4 x# A' }; C9 R% o随着电子技术的发展,集成电路的集成度越来越高,复杂的系统可以在一块集成电路j卷片中实现,FPGADSPARM处理芯片的发展为图像,视频,等应用带来了更多的解
& v9 F/ Q/ v0 z3 U2 n* r决方案,嵌入式系统已经成为当前EDA领域最热门的研究方向,使用嵌入式系统可以降低产品功耗,缩小产品体积,提高系统集成性,使产品具有更强的市场竞争力。由于鱼. R+ d! D0 ~; T6 Z5 [. n7 L
眼图像畸变校算法正包含了并行的图像数据运算,因此非常适合采用并行结构的FPGA对其进行处理。
, r; _9 a2 w" k* m- S2 X
% U, i5 X1 x+ A( g本课题根据鱼眼镜头本身的特点,在对多种鱼眼图像畸变校J下算法进行详细研究的基础上,提出了一种适合于FPGA实现的基于球形透视投影模型的畸变校正算法。并通过实验确定算法中所需确定的各个参数。: A/ s7 z0 g+ s% \8 `. j  J" M

# B# Q; o: A0 ~* `7 i$ l通过对算法和实际问题的分析,将系统分成采集,存储,校正,输出几个部分,采集和传输部分采用串口,存储器采用DDR—SDRAM,校正和各部分驱动采用FPGA实现。在( l- _  U) r# n/ k6 a: S/ p
FPGA的驱动下数据由串口输入,接收到数据后暂存在DDR—SDRAM存储器中,同时通知校正模块进行校正,校正模块采用校正算法将存储的图像进行校正并进行转存,最后图像由输出端进行输出。3 F2 {3 s: h9 J( m! n8 g) @
5 r) {/ ]  c, {7 L
在确定系统方案后,采用verilog硬件描述语言进行FPGA的设计,完成了串口收发驱动模块,DDR-SDRAM控制模块,图像畸变校正模块等各个模块设计,实现了各个模块4 S; }5 H1 m$ d& N8 D! w7 i& C
的逻辑功能。* m& \* l2 O  s$ s9 A

" [0 Z: T7 k2 F- q8 R最后通过仿真软件对设计的FPGA各个模块进行仿真试验,试验结果表明在FPGA中的各个模块均可正确完成各自逻辑功能,结果达到预期,能够满足应用的要求。
+ Y/ n0 u% y8 f: U# u+ t7 u
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