基于FPGA的紅外圖像配準技術(shù)研究的開題報告

基于FPGA的紅外圖像配準技術(shù)研究的開題報告一、選題背景及研究現(xiàn)狀隨著紅外技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應用，紅外圖像配準技術(shù)成為當前研究的熱點之一。紅外圖像配準是指將不同位置、角度或時間拍攝的兩幅紅外圖像進行匹配，使其對應位置一一對應，以便對圖像進行進一步處理、分析和研究。目前，紅外圖像配準研究的主要方法包括基于特征點匹配、相位相關(guān)法等。其中基于特征點匹配的算法包括SIFT、SURF等。這些算法雖然在精度上有較好的表現(xiàn)，但是其算法的復雜度較高，需要消耗大量的計算資源。因此，如何在提高匹配精度的同時實現(xiàn)高效的配準算法是當前研究的一個難點和熱點問題。二、研究內(nèi)容本課題旨在研究基于FPGA的紅外圖像配準技術(shù)，利用FPGA的并行計算能力和硬件加速能力，提高配準算法的速度和效率，減少計算資源的消耗。具體研究內(nèi)容包括：1.紅外圖像配準算法的研究。對基于特征點匹配、相位相關(guān)法等常用的紅外圖像配準算法進行深入研究，分析其優(yōu)缺點，并針對FPGA的特點進行優(yōu)化。2.FPGA實現(xiàn)系統(tǒng)的設計與開發(fā)。根據(jù)紅外圖像配準算法的特點和優(yōu)化方案，設計并實現(xiàn)基于FPGA的紅外圖像配準系統(tǒng)，包括硬件設計和軟件設計。三、研究意義本課題的研究成果將具有以下意義：1.提高紅外圖像配準算法的效率和速度，可以應用于紅外圖像處理、目標跟蹤、多源數(shù)據(jù)融合、機器視覺等領(lǐng)域。2.利用FPGA的硬件加速能力，實現(xiàn)高效的圖像配準算法，充分發(fā)揮硬件資源的優(yōu)勢，提高配準算法的運行速度和效率。3.在FPGA平臺上開發(fā)實現(xiàn)紅外圖像配準系統(tǒng)，具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和實時性，可以滿足不同領(lǐng)域、不同應用的需求。四、擬采用的研究方法本課題的研究方法主要包括：1.文獻資料調(diào)研：分析和歸納現(xiàn)有的紅外圖像配準算法和FPGA技術(shù)的研究成果和應用案例，掌握當前紅外圖像配準技術(shù)和FPGA的發(fā)展脈絡和趨勢。2.算法分析和優(yōu)化：對文獻調(diào)研中的紅外圖像配準算法進行分析和優(yōu)化，根據(jù)FPGA的特點進行優(yōu)化設計，提高算法的效率和精度。3.系統(tǒng)設計和開發(fā)：根據(jù)算法優(yōu)化方案，設計并實現(xiàn)基于FPGA的紅外圖像配準系統(tǒng)，包括硬件設計和軟件設計。4.實驗驗證：設計實驗方案，并進行實驗驗證，分析比較實驗結(jié)果，驗證所提出的算法的效果和優(yōu)化方案的可行性和有效性。五、預期成果及進度安排本課題的預期成果包括：1.實現(xiàn)基于FPGA的紅外圖像配準系統(tǒng)，具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和實時性，可應用于紅外圖像處理、目標跟蹤、多源數(shù)據(jù)融合、機器視覺等領(lǐng)域。2.研究基于FPGA的紅外圖像配準算法，提高算法的效率和速度，減少計算資源的消耗。3.實驗分析所提出的算法的效果和優(yōu)化方案的可行性和有效性，為今后相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。進度安排：第1-2個月：文獻資料調(diào)研和算法分析第3-4個月：算法優(yōu)化設計和系統(tǒng)設計第5-6個月：系統(tǒng)開發(fā)和實驗方案設計第7-8個月：實驗驗證和數(shù)據(jù)分析第9個月：研究成果總結(jié)和撰寫論文六、參考文獻[1]劉鵬,高士宏,姜志偉.基于曲面擬合和局部相位匹配的紅外圖像配準[J].南京理工大學學報,2013,37(2):239-244.[2]馬元建,方麗琳.減小FPGA上的DSP資源消耗的相位相關(guān)紅外圖像配準算法[J].光學精密工程,2016,24(6):1392-1398.[3]黃家立,魏葉政,吳碧松.基于遺傳算法的紅外圖像配準[J].中國光學,2009,2(5):447-452.[4]XieX,XuC,MaW,etal.Real-timeImagingSystemforUnmannedAerialVehicleinHighwayTrafficMonitoring[C]//20172ndIEEEInternationalConferenceonImage,VisionandComputing(ICIVC).IEEE,2017:518-523.[5]ZhigangLI,XiaowuWU,SimonX.Yang.Real-timeVehicleDetectionUsinganInfraredThermalImagingSystem[C]//Proc