生物Reichardt运动检测器和感受域模板的FPGA设计与实现

为了在图像处理中快速地实现运动检测和相机自身运动方式估算，引入了基于生物视觉机制的Reichardt运动检测器模型（EMD）和感受域模板。分析了Reichardt运动检测器模型的基本特性及其缺陷。为了克服模型上的主要缺陷，在应用中选择了一种优化模型，应用该模型可以得到较好的运动检测结果。同时，提出了基于苍蝇视觉系统的6个感受域模板，用以实现简单自身运动方式的估算，如相机自身的平移、旋转等。最后，在FPGA（FieldProgrammableGateArray）平台上实现了相关的算法。实验结果表明，优化后的运动检测器可以快速地判断局部运动方向，感受域模板可实现在特定背景下的简单运动方式估算；对分辨率为256×256像素的输入图片，本设计中的FPGA系统可达到每秒350帧的处理速率，所产生的延时仅为0.25μs，达到了快速处理的要求。此模型可应用于实时的机器视觉系统，如进行障碍物检测、整体运动方式估算、UAV/MAV的稳定控制等。