基于雙目視覺的立體匹配算法研究與FPGA實現(xiàn).pdf

1、雙目立體視覺是計算機視覺技術(shù)研究領(lǐng)域中的熱點問題之一，主要采用兩臺攝像機對同一景物進行拍攝，根據(jù)幾何原理將不同位置獲取的二維圖像信息進行三維重建，從而恢復原景物的三維信息。由于其原理是直接模擬人眼觀察事物的方式，是獲取三維場景中深度信息的重要手段。立體匹配是雙目立體視覺中的一個重要研究方向，在機器人導航、三維測距、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
　　改進匹配算法來提高匹配的精度，首先，在進行Mini-Census變換時，鄰域像素需

2、要與中心像素及其平均值進行比較，得到一串兩位數(shù)碼；然后，利用圖像的梯度信息動態(tài)地調(diào)節(jié)匹配窗口的尺寸，根據(jù)匹配窗口尺寸的差異分別使用改進稀疏Census變換；最后，將左右一致性檢測、投票算法相結(jié)合，對視差圖進行細化處理，從而得到較為準確和稠密的視差圖。
　　雙目立體匹配算法的計算量大、復雜度高，一些傳統(tǒng)平臺無法滿足實時性要求，從而在很大程度上制約了在實際中的應(yīng)用。本文采用現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gat

3、e Arrays FPGA）作為硬件實現(xiàn)平臺，采用Verilog HDL語言設(shè)計匹配算法中圖像數(shù)據(jù)緩存、Census變換、梯度計算、左右一致性檢測等相關(guān)功能模塊，通過功能模塊間的并行化和流水線化，提高匹配算法的處理速度。
　　本文選用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片中的的EP2C35F672的FPGA芯片作為處理核心，Quartus Ⅱ11.1作為主要開發(fā)工具，使用線邏輯分析儀SignalTap Ⅱ及Modelsim