如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)全方位視覺圖像畸變校正

　　全方位視覺能夠在一幅圖像中觀測到半球域的信息，因此其應(yīng)用也越來越廣泛，魚眼鏡頭是建立全方位視覺系統(tǒng)的最有效的方法之一，它使用單一鏡頭就能夠捕獲半球圖像，使用兩個魚眼鏡頭則能夠一次獲取整個空間的完整圖像，但是魚眼鏡頭圖像雖然觀測視野很大，但也帶來了較大的圖像畸變，給應(yīng)用造成了很大的問題。雖然這種畸變可以用很多方法來進(jìn)行校正，但大多方法都只限于理論或在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，但由于其體積，功耗和處理速度等原因，其并不適合用在車載系統(tǒng)中。

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路的集成度越來越高，復(fù)雜的系統(tǒng)可以在一塊集成電路j卷片中實(shí)現(xiàn)，FPGA、DSP、ARM處理芯片的發(fā)展為圖像，視頻，等應(yīng)用帶來了更多的解決方案，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前EDA領(lǐng)域最熱門的研究方向，使用嵌入式系統(tǒng)可以降低產(chǎn)品功耗，縮小產(chǎn)品體積，提高系統(tǒng)集成性，使產(chǎn)品具有更強(qiáng)的市場競爭力。由于魚眼圖像畸變校算法正包含了并行的圖像數(shù)據(jù)運(yùn)算，因此非常適合采用并行結(jié)構(gòu)的FPGA對其進(jìn)行處理。

　　本課題根據(jù)魚眼鏡頭本身的特點(diǎn)，在對多種魚眼圖像畸變校J下算法進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，提出了一種適合于FPGA實(shí)現(xiàn)的基于球形透視投影模型的畸變校正算法。并通過實(shí)驗(yàn)確定算法中所需確定的各個參數(shù)。

　　通過對算法和實(shí)際問題的分析，將系統(tǒng)分成采集，存儲，校正，輸出幾個部分，采集和傳輸部分采用串口，存儲器采用DDR—SDRAM，校正和各部分驅(qū)動采用FPGA實(shí)現(xiàn)。在FPGA的驅(qū)動下數(shù)據(jù)由串口輸入，接收到數(shù)據(jù)后暫存在DDR—SDRAM存儲器中，同時通知校正模塊進(jìn)行校正，校正模塊采用校正算法將存儲的圖像進(jìn)行校正并進(jìn)行轉(zhuǎn)存，最后圖像由輸出端進(jìn)行輸出。

　　在確定系統(tǒng)方案后，采用verilog硬件描述語言進(jìn)行FPGA的設(shè)計(jì)，完成了串口收發(fā)驅(qū)動模塊，DDR-SDRAM控制模塊，圖像畸變校正模塊等各個模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了各個模塊的邏輯功能。

　　最后通過仿真軟件對設(shè)計(jì)的FPGA各個模塊進(jìn)行仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明在FPGA中的各個模塊均可正確完成各自邏輯功能，結(jié)果達(dá)到預(yù)期，能夠滿足應(yīng)用的要求。