3系统设计.docVIP

项目名称：植物识别 团队名称：PI 指导教师：孙建德 副教授 参赛单位：山东大学 信息科学与工程学院 目录 1研究背景................................................1 2研究基础................................................1 3系统设计................................................2 3.1硬件连接..............................................2 3.2实现步骤..............................................3 3.3算法流程..............................................5 3.3.1 图像的预处理.......................................5 3.3.2 图像特征提取......................................10 3.3.3 分类器及分类决策..................................13 3.3.4 BP网络模型........................................15 4时间安排...............................................16 5 联系方式..............................................17 1研究背景 动植物识别是野外生存和野外考察中必不可少的一个环节，也是关乎研究成果甚至关乎生死的一个环节。野外植物成千上万，如何方便精确地鉴别某种植物并得到其详细信息成为了当今世界的一个重要的研究课题。智能植物识别装置是一种能够通过植物图像信号采集，信息比对，模式匹配之后，快速鉴别植物的一种装置。 2研究基础 该项目在Nexys2 FPGA 开发板上进行过探索性的实验，采用OV7670 CMOS 摄像头模块采集图像，VGA接口的显示器显示结果。 目前已在Nexys2 平台上初步实现植物种类的识别。 鉴于Spartan-3E 芯片的功能有限，Nexys2 开发板上只对图像进行简化了的处理。 希望能够申请到图像处理功能强大的Atlys Spartan-6 FPGA 开发套件，进一步完成植物识别的开发研究。 实验视频：/v_show/id_XMjY4MDQyMTI4.html 3系统设计 3.1硬件连接： 系统硬件部分主要分为CMOS图像采集模块，中央数据处理模块，终端显示模块三个部分。 CMOS图像采集模块主要负责采集环境变量，将植物的特征以图片的形式提取出来，按照一定的数据流格式和通信协议传送至下一级。 中央处理模块是由可编程门阵列FPGA完成的。FPGA接收上一级传送过来的信号之后，通过图像降噪，边缘提取等复杂处理之后，将提取的图像特征和数据库中的已有特征比对，得到结果，并由此结果发送至上位机（计算机终端），获得该植物的详细信息。 终端显示模块：由上一级提供的控制信号决定显示数据库中的哪一个信息。 3.2 实现步骤： （1）分辨简单的单色图形：通过摄像头采集数据经过FPGA处理，由特定的算法对像素点进行处理，宏观上对一整张图片进行识别。首先将原始的RGB565图像进行二值化处理，再对整张图片的不同分区进行一定的运算，可以识别一张图片中的耨一个物体的形状。并且由VGA显示器显示出来。 比如： （2）分辨不同植物的叶子：我们需要在FPGA上建立一个识别比对的库。这样的一个库用来存放很多植物的特征信息。在采集到得视频经过FPGA时，我们调用这些库进行和当前图像的匹配，从而输出该植物的具体信息，在VGA显示屏上显示或者在更加小的彩屏显示器上显示出来（目前采用的是VGA显示器显示和FPGA处理信息，因为FPGA性能优越） （3）将VGA显示部分优化为更小的显示器显示，FPGA部分采用定制芯片或者专用的芯片进行优化，将整个系统变成一个小型的可以拿在手里的终端。 （4）建立终端的网络有哪些信誉好的足球投注网站功能 网络终端通过传输本地终端（摄像头）采集到的特征信息和专门的服务器中的数据库进行匹配，匹配之后通过网络协议传输该植物的具体信息到终端手持设备上（摄像头所在设备）。 其流程框图是这样的： 3.3算法流程 一般的图像模式识别系统主要由这么几个组成：图像信息获取、图像预处理、图像特征抽取、分类器设计和分类决策。如下图所示 在图像处理与识别的过程中，设计到算法的主要为后面部分，这里就处理过程中会遇到的部分重要算法进行