圖像檢索的算法的研究-圖像檢索中小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

圖像檢索的算法的研究-圖像檢索中小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景圖像檢索是指通過(guò)查詢圖片庫(kù)，獲取相關(guān)圖片信息的技術(shù)。圖像檢索在各個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，如生物醫(yī)學(xué)、網(wǎng)絡(luò)搜索、圖書(shū)館文件檢索、建筑設(shè)計(jì)等等。其使終端用戶在用戶不熟知的情況下，能夠通過(guò)圖像檢索的方式，快速有效地找到所需的圖片或信息。在圖像檢索的技術(shù)中，小波變換是一種常用的方法。小波變換是一種基于序列離散化的過(guò)程，可以將普通時(shí)間域信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)頻域表示，具有較好的局部信號(hào)特征分析能力，能夠提取出目標(biāo)圖像特征，為圖像相似度計(jì)算提供更好的支持，是圖像檢索算法中的重要組成部分。由于圖像檢索需實(shí)時(shí)性快、準(zhǔn)確性高，使得小波變換在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還需要考慮高效能、低能耗等方面的問(wèn)題，傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)逐漸不能滿足需求。因此，有必要探究一種較佳性價(jià)比的小波變換算法實(shí)現(xiàn)方法，以更好地應(yīng)用于圖像檢索中。二、研究?jī)?nèi)容和目的本項(xiàng)目中，我們將以圖像檢索為應(yīng)用背景，利用FPGA（FieldProgrammableGateArray）實(shí)現(xiàn)小波變換的算法。研究?jī)?nèi)容包括算法的設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)的效果評(píng)估等方面。目的在于提供一種較佳性價(jià)比的小波變換算法實(shí)現(xiàn)方法，以實(shí)現(xiàn)圖像檢索等領(lǐng)域的高效能、低能耗的實(shí)時(shí)應(yīng)用需求，滿足大眾對(duì)快速、準(zhǔn)確、方便的圖像檢索需求。三、研究方法1.算法設(shè)計(jì)本研究采用小波變換算法作為圖像檢索的特征提取方式，借助FPGA硬件加速實(shí)現(xiàn)算法。通過(guò)選擇合適的小波基函數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖片的小波變換，將其轉(zhuǎn)換為頻域表示的形式；然后根據(jù)需要的效果和實(shí)時(shí)性需求，對(duì)小波變換序列進(jìn)行適當(dāng)?shù)某槿?、濾波和降采樣等處理，削減了相似度比較步驟的計(jì)算量；最終評(píng)估其準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性等指標(biāo)的表現(xiàn)。2.FPGA實(shí)現(xiàn)我們將使用VHDL(HardwareDescriptionLanguage)作為FPGA設(shè)計(jì)語(yǔ)言，DesignCompiler和QuartusII等工具進(jìn)行硬件加速設(shè)計(jì)，確保算法可在FPGA芯片上隨時(shí)運(yùn)行。算法實(shí)現(xiàn)完成后，將它加載到硬件平臺(tái)中，并與圖像庫(kù)相連接，對(duì)圖像庫(kù)的圖片逐一進(jìn)行小波變換處理、相似度比較以及輸出結(jié)果等功能。四、研究計(jì)劃1.前期準(zhǔn)備階段在前期準(zhǔn)備階段中，我們將對(duì)小波變換算法和FPGA芯片的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和調(diào)研，掌握小波變換的基本原理及在圖像檢索中的應(yīng)用；了解FPGA芯片的硬件結(jié)構(gòu)、特性和相關(guān)的設(shè)計(jì)工具等，為后續(xù)的研究和開(kāi)發(fā)做好準(zhǔn)備。2.算法設(shè)計(jì)階段在算法設(shè)計(jì)階段中，我們將根據(jù)小波變換的特點(diǎn)和實(shí)時(shí)性需求，選擇合適的小波基函數(shù)，設(shè)計(jì)算法的流程；在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，同時(shí)涉及到算法細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，包括如何將硬件實(shí)現(xiàn)的算法結(jié)合圖像庫(kù)。3.FPGA實(shí)現(xiàn)與測(cè)試階段在FPGA實(shí)現(xiàn)與測(cè)試階段中，我們將采用QuartusII工具對(duì)算法進(jìn)行FPGA硬件加速實(shí)現(xiàn)，在搭建硬件平臺(tái)后，載入算法，進(jìn)行FPGA處理模擬和測(cè)試，同時(shí)對(duì)FPGA實(shí)現(xiàn)的小波變換算法進(jìn)行性能和能耗的測(cè)量。4.期末總結(jié)在期末總結(jié)階段中，我們將對(duì)整個(gè)項(xiàng)目研究工作進(jìn)行總結(jié)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，評(píng)估算法的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，并以論文的形式呈現(xiàn)研究成果。五、預(yù)期研究成果該研究的預(yù)期成果為：以小波變換的算法為背景，探討FPGA實(shí)現(xiàn)在圖像檢索中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出具有高效、準(zhǔn)確性以及低能耗消耗的小