中北大学计算机与控制工程学院 温建飞 岳凤英

中北大学仪器与电子学院 李永红

基于FPGA硬件架构的实时高速图像特征检测系统

中北大学计算机与控制工程学院 温建飞 岳凤英

中北大学仪器与电子学院 李永红

高速、高精度的图像特征检测的实现是计算机视觉的重大难题，它是高水平图像处理分析的基础。然而图像特征检测使用传统的软件方法或者普通的硬件架构很难实现，因为它们在高速处理和功耗优化上有诸多弊端。构建了一个基于Sobel算法边缘检测的从视频图像提取图像特征高速实时的图像特征检测系统，利用FPGA高速并行机制和流水线的处理方式，提高了图像特征提取的效率，该系统的实现对机器人视觉有很大的应用价值。

计算机视觉；Sobel；并行流水线；FPGA

1　 引言

图像特征点检测有着广泛的应用如纹理检测、物体检测和图像分割等，甚至图像特征检测是图像还原、图像加密的基础[1]。面对高性能图像特征检测的需求，提出一种具有特定硬件架构并行实现的实时特征检测加速器。相对于嵌入式处理器在性能、功耗、体积上诸多限制，FPGA(field programmable gate array)的并行流水线运算方式和片上分布式存储器为图像特征检测提供较多便利[2]。图像特征检测在图像处理中的应用如图1所示：

图1　 图像特征检测的应用

2　 研究背景

2.1 FPGA简介

FPGA（Field Programmable Gate Array）是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路出现的，既解决了订制电路的不足，又克服了原有可编程器件中逻……