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基于多片DSP的相关匹配算法的研究与实现

作　者: 李国辉
导　师: 唐普英
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 成像跟踪 图像分块 相关匹配 SUSAN算法 多DSP
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 299次
引　用: 2次
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内容摘要


现代战争中，空空导弹对夺取制空权起了很大作用，是取得战争胜利的重要保证。空战中主要使用的是红外制导空空导弹。相关跟踪算法是红外制导空空导弹的关键技术。相关匹配算法的精确度很高，但需要很大运算量。正因为这一点使得它在实时图像匹配领域不能得到广泛的应用。本文首先介绍了一种基于SUSAN角点提取方法的图像分块模板分块的两级图像相关匹配算法，先对图像进行分块，利用SUSAN提取角点后确定跟踪模板，然后对模板进行分块，采用粗——精两级匹配模式，用各个子模板共同的匹配峰值点来确定匹配点，再对匹配点进行跟踪置信度的分析，保留有效的模板，舍去无效的模板。接着进行了仿真，在序列图像跟踪过程中，在目标对比度减小，平均灰度变化较大时，本算法能够实现精确定位，显示出了优异的跟踪性能，有效提高了跟踪的精确性。并且，当图像中的某一部分发生变化时，基于多子模板的图像分块且二级匹配算法能够根据4个子模板的匹配位置而估计出来的位置修正点（最终匹配点），准确的定位目标，有效减小了大模板由于目标几何失真所导致的匹配性能下降。最后描述了采用多DSP处理器实现算法的方法。采用了目前速度最快的DSP信号处理器件TMS320C6416，它最高可以工作在720MHz，时钟周期比其它的DSP芯片大大缩短，使得相关匹配算法的运算时间大大减少，从而满足实时图像匹配系统的要求，实现了导弹实时跟踪。

全文目录


第一章 引言  9-13
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题意义  10-11
  1.3 课题目标  11
  1.4 论文主要任务及各部分内容  11-13
第二章 相关匹配算法  13-16
  2.1 相关匹配算法的介绍  13-14
  2.2 各种相关算法的介绍和比较  14-16
第三章 算法的介绍  16-22
  3.1 多子模板相关算法  16-18
  3.2 两级相关匹配算法  18-19
  3.3 图像分块  19
  3.4 计算量分析  19-21
    3.4.1 未分块匹配  20
    3.4.2 分四块匹配  20
    3.4.3 分四块匹配且二级匹配  20
    3.4.4 多子模板的图像分块且二级匹配  20-21
  3.5 任务的分配  21-22
第四章 算法的软件实现  22-27
  4.1 算法整体框图  22
  4.2 模板的选择  22-24
    4.2.1 模板选择的意义和采用的方法  22-23
    4.2.2 SUSAN特征检测原则  23-24
    4.2.3 角点的选择  24
  4.3 模板的刷新  24-25
  4.4 算法的流程图  25-26
  4.5 算法的仿真结果与分析  26-27
第五章 算法的硬件实现  27-47
  5.1 数字信号处理概述  27-29
    5.1.1 DSP 适合于数字信号处理的特点  27-29
    5.1.2 DSP 在信号信息处理中的广泛应用  29
  5.2 功能要求与选型  29
  5.3 TMS320C6416的特点  29-31
  5.4 TMS320C6416的外围硬件接口  31-32
  5.5 实现算法的硬件框图  32-33
  5.6 系统资源简介  33
  5.7 硬件设计  33-42
    5.7.1 TMS320C6416部分设计  34-35
    5.7.2 TMS320C6416的EMIF及其与外围的连接  35-42
      5.7.2.1 TMS320C6416的EMIF  35-37
      5.7.2.2 主DSP与从DSP的连接  37-39
      5.7.2.3 主DSP与DPRAM的连接见附图  39
      5.7.2.4 主DSP与FLASH ROM(AT49LV002N)的连接见附图  39
      5.7.2.5 RS232串口的设计  39
      5.7.2.6 电源设计  39-41
      5.7.2.7 时钟电路的选择与设计  41-42
    5.7.3 去耦电容和接地层  42
  5.8 硬件测试  42-45
    5.8.1 串口部分  42-44
      5.8.1.1 对MCBSP的配置  42-44
      5.8.1.2 对串口控制芯片的配置  44
      5.8.1.3 串口数据的发送和接收  44
    5.8.2 存储器部分  44-45
      5.8.2.1 同步DPRAM右口测试  44-45
    5.8.3 从DSP测试  45
  5.9 系统的仿真  45-47
    5.9.1 四机系统的扫描路径  45-46
    5.9.2 四机系统仿真的具体连接  46-47
第六章 结论  47-48
附录  48-59
参考文献  59-61
致 谢  61-62
个人简历  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 运算器和控制器（CPU）
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