FPGA平台实现基于遗传算法的图像识别的研究

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用FPGA平台实现基于遗传算法的图像识别的研究赵强-，高勇，张晓晖zZHAOQiang，GAOYong，ZHANGXiao-hui1．西安理工大学电子工程系，西安7100482．西安理工大学信息与控制工程中心，西安7100481．DepartmentofElectronicsEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China2．CenterofInformationandCont

2、rolEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，ChinaE—mail：schweinzhao@163．com_ZHAOQiang．GAOYong。ZHANGXiao—hui．ResearchonimagerecognitionbasedongeneticalgorithmwithFPGAimplementation．ComputerEngineeringandApplications，2009，45(22)：175-179．Abstract：Adoptingi

3、magerecognitiontechnologiesbasedongeneticalgorithm，thealgorithmofimagetargetrecognitionisverifiedusingtemplatematchingmethod．TheimagerecognitionsystembasedonthisalgorithmisimplementedwithFPGA．Thehardwaresimulationandtiminganalysisarecarriedoutbytherelevantverifica

4、tionplatform．Theresultsindicatethattheimagerecognitioncircuitsdesignedinthispaperhavethemeritsofhigherrecognitionprecisionandfasterrecognitionspeed．Keywords：imagerecognition；geneticalgorithm；FieldProgrammableGateArray(FPGA)摘要：利用模板匹配方法，采用基于遗传算法的图像识别技术，完成了对图像目标识别的算法

5、验证。在此基础上进行了基于该算法的图像识别系统的FPGA实现，并在相关验证平台进行了硬件仿真与时序分析。实验结果表明，所设计的图像识别电路具有较高的识别精度和较快的识别速度。关键词：图像识别；遗传算法；现场可编程门阵列DOI：10．37780．issn．1002—8331．2009．22．057文章编号：1002—8331(2009)22—0175—05文献标识码：A中图分类号：TP7531前言2模板匹配与遗传算法的结合随着人类探索范围的不断扩大，图像识别扮演着13益重要模板匹配方法的基本思想指出，若要对待识别目标进行识的

6、角色。图像识别方法总体上可分为人工识别和智能识别两部别，前提条件是应保证对待识别目标的认知以获得目标物的特分。人工识别的突出优点在于识别精度很高，但同时也存在着征，并在此基础上得到目标匹配模板，从而进行待识别目标与十分明显缺点即需耗费大量人力资源，识别效率较低。为了克模板的匹配，完成识别过程。以图1中矩形目标物的识别为例服人工识别的缺点并最大限度地保留其优点，结合人工智能技进行详细讨论。其中，待测图像尺寸为256x256。匹配模板的选术进行图像识别逐步成为图像识别领域的研究热点。目前已有取如图2所示，即以待}只别目标物边界

7、轮廓作为匹配模板。多种人工智能理论和技术应用于图像识别及其相关研究领域，如：人工神经网络算法[1】、蚁群算法、模糊集理论p等。在早期的研究过程中，由于图像识别算法的复杂性以及硬件条件的局限性等客观因素的限制，图像识别技术研究与应用的重点是相关算法的研究及其软件设计应用。伴随着微电子技术的长足发展，硬件设备性能得到极大提升，使得开发复杂系统成为可能。近年来，图像识别的硬件实现作为—个新颖的研究方向被广泛●▲关注。图1待测图像图2匹配模板采用模板匹配与遗传算法相结合的方法进行图像识别。在算法验证的基础上，以XilinxFPGA

8、为硬件开发平台，通过在模板匹配方法中，匹配值的计算直接关系到目标识别效使用相关硬件开发工具，尝试探索一种结构简单的图像识别硬果。对于一帧图像上的任何一点，可以在直角坐标系中以3个件实现方法。坐标x．y、0进行描述。其中，x．y分别为这点的x．y坐标，0为这作者简介：赵强(1983一)，男，硕士研究生，研