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    摘要图像角点检测在图像特征提取的过程中起着至关重要的作用。本毕业设计以Xilinx公司生产的Virtex-5 FPGA为硬件平台，利用FPGA实现图像的输入、预处理、角点检测和角点图像输出，从而实现一套完整的视频图像角点检测系统。本文通过分析Harris角点检测算法的理论原理，从FPGA的逻辑结构出发，专门设计了一套针对FPGA的Harris角点模板参数。经实验论证，该系统能够较好地实现视频图像的实时角点检测。21407
    关键词  Harris 角点检测  Xilinx  Virtex-5  FPGA
    毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
    Title    Hardware real-time implementation of video image detection                                                 
    Abstract
    Corner detection plays a virtual role in the process of image feature extraction. During this graduation design, we used Virtex-5 FPGA which is produced by the company called  Xilinx as the hardware platform. We completed the process of image input、pretreatment、corner detection and image output by using FPGA ,so that we can build a complete set of video image corner detection system. In this paper, we designed a set of Harris corner detection template parameters expressly by analyzing the theory of Harris corner detection and the logic structure of FPGA. By the experimental demonstrations, we proved that this system was able to complete the process of video image corner detection well.
    Keywords  Harris  corner detection  Xilinx  Virtex-5  FPGA
    目   次
    1 绪论1
    1.1 论文研究背景1
    1.2 角点检测的研究背景1
    1.3 本文研究内容2
    1.4 章节安排2
    2  FPGA、Verilog HDL及ISE软件简介2
    2.1 FPGA简介2
    2.2 Verilog HDL硬件语言简介3
    2.3 ISE软件简介3
    3  角点检测理论基础5
    3.1 角点的定义及分类5
    3.2 角点检测的基本要求5
    3.3 Harris角点检测算子理论基础6
    3.4 Moravec算子简介6
    3.5 Harris角点检测算法7
    4 基于FPGA的视频图像角点检测系统8
    4.1 视频数据流解码部分8
    4.1.1 数模转化模块10
    4.1.2 有效数据提取模块10
    4.1.3 去交织模块11
    4.1.4 YUV 4：2：2转YUV 4:4:4模块13
    4.1.5 色空间转换模块15
    4.2 Harris角点检测模15
    4.2.1 梯度求解模块17
    4.2.2 高斯滤波模块17
    4.2.3 角点响应函数求解模块18
    4.2.4 局部非极大值抑制模块18
    5 仿真及验证19
    5.1 Matlab前期仿真19
    5.2 FPGA系统仿真21
    结论23
     致谢24
    参考文献25
    1  绪论
    1.1  论文研究背景
    角点是基于目前基于特征点的图像分析中使用最广泛的一类特征点。在图像处理领域中，主要的角点检测算子大致有Moravec（莫拉文克）算子、Harris（哈瑞斯）算子、SUSAN(苏珊)算子等。其中，Harris角点因为高精度、高抗噪能力等有优势而被图像处理界广泛使用。在当前的视频分析系统中，DSP（数字信号处理器）是用来进行特征提取分析的最主要工具。然而，Harris角点检测算法具有一个非常致命的缺点——运算量大。如果使用DSP进行处理，就会占用大量时间。而前段的特征点提取占据了较多处理时间，则会无法保证后期算法分析的实时性。通过对角点检测算法的分析研究得知：虽然Harris算法的运算量较大，但其机构相对简单，更适合使用FPGA（现场可编程门阵列）来实现。此外，在充分考量FPGA的计算结构及Harris角点检测理论的前提下，对运算模板和算法步骤进行了相应改进，提高了系统的处理速度，保证了角点检测的精确性。
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