一种新的基于FPGA的立体图像差异性算法.pdf

本文档介绍了一种新的基于FPGA（现场可编程门阵列）的立体图像差异性算法。FPGA是一种可以通过编程进行配置的数字电路集成电路，具有高度的灵活性和并行处理能力，非常适合用于图像处理和算法加速。立体图像差异性算法是立体视觉领域中的关键技术，主要用于通过比对两张图像之间的差异来计算立体图像的视差，从而获取空间信息。 算法的提出是为了提高立体图像差异性计算的速度和实时性，特别是在三维自动测量领域。由于三维测量需要处理大量的乘法和除法运算，算法的实时性成为了设计的关键。目前很多算法为了保证实时性，通常采用基于高端显卡的设计架构。本文提出的设计基于激光散斑的结构光方法，这种方法需要能够快速处理图像数据的硬件支持。 在FPGA上实现立体图像差异性算法，主要利用了FPGA独特的并行处理机制和强大的运算能力。FPGA能够同时处理多个数据，这大大提高了算法的处理速度。算法以块匹配算法为基础，对图像相关性的公式进行优化设计。在搜索过程中，算法结合了穷尽搜索和预测搜索，从而提高执行速度，减少不必要的计算。 设计中还充分利用了FPGA的并行处理能力，通过设计IP核（Intellectual Property Core，知识产权核心模块），实现了更好的处理速度和性能。系统测试表明，基于FPGA的立体图像差异性算法处理速度能够达到PC机的二百倍以上，且能连续处理每秒至少500帧的图像数据，处理速度可达33帧/秒以上，同时还能保持较好的稳定性。 立体图像差异性算法的应用领域很广，包括现代大工业生产中自动获取产品空间信息的三维测量技术。随着科学技术和工业生产的快速发展，立体图像差异性算法的重要性日益凸显。 立体图像差异性算法的关键在于保证算法处理的实时性，这在设计立体图像差异性算法处理系统时是至关重要的。通过采用FPGA技术，可以显著提高算法的处理速度，达到实时处理的效果，从而在三维自动测量技术中发挥重要作用。研究立体图像差异性算法不仅具有重大的理论意义，还具有很高的现实应用价值。