一種基于TS201的歸一化互相關(guān)快速算法
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2．2 多模板方案
遞推多模板方案的快速算法需要解決的另一個重要問題是匹配子圖的數(shù)據(jù)準備問題。有兩個不利因素導(dǎo)致產(chǎn)生此問題，一個是匹配子圖數(shù)據(jù)準備過程重復(fù)進行(M-m)×(N-n)次，占據(jù)了大量處理時鐘；另一個由式(2)的分析可知，算法運行過程中，每次相關(guān)匹配運算需要將實時圖數(shù)據(jù)塊與匹配子圖數(shù)據(jù)塊中的像素一一對應(yīng)進行乘法運算。由于TS201自身只支持32位取值(字取值)，所以無法將直接獲取數(shù)據(jù)的方法獲得的起始像素不位于字首的匹配子圖數(shù)據(jù)塊用于計算，也即不能利用DMA使用雙緩沖的常規(guī)方式準備數(shù)據(jù)。
本文采用多模板計算方案來解決匹配子圖數(shù)據(jù)的準備問題。
多模板計算方案首先將處理器定位于4字取值工作模式，加載并行指令，使處理器的計算能力最大化；其次將實時圖予以適當?shù)臋M向放大，構(gòu)建多個與匹配子圖等高的大實時圖塊，并分別在大實時圖塊范圍內(nèi)將真實實時圖像數(shù)據(jù)進行逐點平移，與預(yù)匹配子圖像素相對應(yīng)，非真實實時圖像素位置零，如圖1、圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/187871.htm
以圖2為例，上半部分圖像為構(gòu)建的大實時圖塊，大實時圖塊中連續(xù)像素“4”點集為起始像素不位于字位上的真實模板圖像；下半部分圖像為大實時圖塊對應(yīng)的大匹配子圖，大匹配子圖中連續(xù)像素“4”點集為真實實時圖對應(yīng)的起始像素不位于字位上的真實匹配子圖。將這兩個擴大后的數(shù)據(jù)塊各個像素對應(yīng)相乘并累加，其結(jié)果即為真實實時圖與真實匹配子圖對應(yīng)像素的乘累加結(jié)果。這樣做不僅建立了兩個圖像數(shù)據(jù)塊各個像素間的對應(yīng)相乘關(guān)系，而且也解決了起始像素不位于字位數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)獲取問題。
構(gòu)建的這些大實時圖塊可直接與基準圖像上對應(yīng)的放大子圖進行相關(guān)計算，省去匹配子圖數(shù)據(jù)的重復(fù)準備過程，以適當增加計算量的方式消去了多次重復(fù)數(shù)據(jù)準備占用的處理周期。配合4字處理工作模式，只需在算法運行的初期一次性地構(gòu)建16個(m+16)×n的大實時圖塊，即可與全部匹配子圖進行相關(guān)運算，而原有的匹配子圖數(shù)據(jù)準備模式則需要構(gòu)建(M-m)×(N-n)個m×n像素的圖像塊。
3 實驗結(jié)果
對使用匯編語言和遞推多模板方案構(gòu)建的歸一化互相關(guān)快速算法進行測試。輸入由紅外圖像拉伸而來的128×128像素的8位基準圖像和64x 64像素的實時圖像，如圖3所示。
使用TS201處理器的運行快速算法。可以精確獲得實時圖像匹配坐標，運算時間統(tǒng)計結(jié)果見表l。
4 結(jié)語
結(jié)合ADSP-TS201處理器特性，構(gòu)建了遞推多模板最大互相關(guān)快速算法。實驗證明，該快速算法較常規(guī)算法的執(zhí)行時間明顯縮短，執(zhí)行效率提升較高。
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