基于雙目視覺的立體匹配算法研究與fpga實現(xiàn)

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1、工學碩士學位論文基于雙目視覺的立體匹配算法研究與FPGA實現(xiàn)吳振哈爾濱理工大學2016年3月國內(nèi)圖書分類號：TP391.41工學碩士學位論文基于雙目視覺的立體匹配算法研究與FPGA實現(xiàn)碩士研究生：吳振導師：韓劍輝申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：計算機科學與技術所在單位：計算機科學與技術學院答辯日期：2016年3月授予學位單位：哈爾濱理工大學ClassifiedIndex：TP391.41DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStereoMatchingAlgorithmBasedonBi

2、nocularVisionanditsImplementationwithFPGACandidate：WuZhenSupervisor：HanJianhuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerScienceandTechnologyDateofOralExamination：March，2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理王大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭垂聲巧：此處所

3、提交的碩±學位論文《基于雙口視覺的立體匹配算工大學攻讀碩—上學巧ＧＡ實現(xiàn)》，在哈爾濱理法研究與，是本人在導師指導下位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人己發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文硏究工作做出貴獻的個人和集將完全由本人承擔。體。本聲明的法律結(jié)果，均已在文中臥明確方式注明ｎ期：Ｌｏｆ年月円作者簽名；矣報、真３哈爾濱理工大學碩丈學位論文使用授權書ＦＰＧＡ實現(xiàn)》系本人在哈爾濱理工《基于雙回視覺的立體匹配算法研究與－上學位論文大學巧讀碩±學位期間巧導師指導Ｔ完成的碩。

4、本論文的研究成果。本人歸哈爾濱理工大學所有，本論文的研究內(nèi)巧不得切其他單位的名義發(fā)表完全了解哈爾濱理工大學關于保存、使用學位論義的規(guī)定，同意學校保留并向。有關部口提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱本人授權哈爾濱理工大學可Ｗ采用影印、縮印或其他復制手段保存論文，可公化論文的全部或部分內(nèi)容。本學位論文屬于保密。，在年解密后適用授權書［□不保擅。（請在Ｗ上相應方框內(nèi)打Ｖ）作者簽名：丟円期；年至月／Ｓ鬥才辰居：ｆ導師簽名円期：ｌｏｔ年３月１５円基于雙目視覺的立體匹配算法研究與FPGA實

5、現(xiàn)摘要雙目立體視覺是計算機視覺技術研究領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)實等領域具有廣泛的應用。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

6、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用。本文采用現(xiàn)場可編程門陣列（FieldProgrammableGateArraysFPGA）作為硬件實現(xiàn)平臺，采用VerilogHDL語言設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Al

7、tera公司的CycloneII系列芯片中的的EP2C35F672的FPGA芯片作為處理核心，QuartusII11.1作為主要開發(fā)工具，使用線邏輯分析儀SignalTapII及ModelsimSE6.5等仿真工具進行在線調(diào)試。選擇Middlebury圖像庫中的標準測試立體圖像對進行試驗。驗證本文算法在匹配精度和實時性兩方面的可行性和有效性。關鍵詞雙目視覺；立體匹配；稀疏Census變換；實時；可編程門陣列-I-StereoMatchingAlgorithmBasedonBinocularVisionanditsImplementati

8、onwithFPGAAbstractBinocularstereovisionisoneofthehotissuesinthefieldofcomputervisiontechnologyresearch.