特征提取开题报告

特征提取基于内容的图像检索技术通过提取图像的内容特征，包括颜色、纹理、形状等，生成图像特征库。查询时，系统抽取用户提供的示例图像的特征，与特征库中存储的图像特征进行比较匹配，计算示例图像与图像库中各图像的相似度，最后按相似度从大到小的顺序输出给用户。

一、 课题任务与目的

1、课题的主要任务：以DSP平台为系统硬件平台，并基于DM6437为处理器核心，设计硬件原理图，编写特征点提取算法，使系统通过特征点匹配对静态目标进行识别。

2、课题的主要目的：设计并实现一个功能完整，操作简单的目标识别系统，使其能够对静态图像目标进行特征提取与匹配，从而进行目标识别。

二、调研资料情况

1、课题的学术状态：

(1)DM6437关键特性

时钟频率达 600MHz， 1个TVP5146M2视频解码器4个视频DACV输出，128MDDR2DRAM，提供16M non-volatile flash memory, 64M NAND flash, 2M SRAM 提供UART, CAN，I/O接口，AIC33 立体音频编码器，10/100 MBS以太网接口，可配置的 boot load 选项，嵌入式的 JTAG 仿真器接口，4个用户LEDs及4个用户切换点，提供子板扩展插槽，VLYNQ接口，提供S/PDIF接口。

(2)SIFT算法

从理论上说，SIFT是一种相似不变量，即对图像尺度变化和旋转是不变量。然而，由于构造SIFT特征时，在很多细节上进行了特殊处理，使得SIFT对图像的复杂变形和光照变化具有了较强的适应性，同时运算速度比较快，定位精度比较高。如：在多尺度空间采用DOG算子检测关键点，运算速度大大加快;关键点的精确定位不仅提高了精度，而且大大提高了关键点的稳定性;在构造描述子时，以子区域的统计特性，而不是以单个像素作为研究对象，提高了对图像局部变形的适应能力;对于16*16的关键点邻域和4*4的子区域，在处理梯度幅度时都进行了类似于高斯函数的加权处理，强化了中心区域，淡化了边缘区域的影响，从而提高了算法对几何变形的适应性;该方法不仅对通用的线性光照模型具有不变性，而且对复杂的光照变化亦具有一定的适应性。

SIFT算法的特点：1. SIFT特征是图像的局部特征，其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性，对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性;2. 独特性(Distinctiveness)好，信息量丰富，适用于在海量特征数据库中进行快速、准确的匹配;3. 多量性，即使少数的几个物体也可以产生大量的SIFT特征向量;4. 高速性，经优化的SIFT匹配算法甚至可以达到实时的要求;5. 可扩展性，可以很方便的与其他形式的特征向量进行联合。

2、参考文献

【1】《TMS320DM6437 Datasheet》，

【2】

【3】

【4】/v8850239.htm

【5】《Allegro PCB Design CIS Getting Started Guide》,

【6】周建雄，张笑微《基于DM6437 的运动目标检测系统》，《信息化纵横》2019年第12期

【7】《C/C++图像处理编程》，清华大学出版社

【8】孙艳丽,李建海,王玲玲,孙晶《基于SIFT的多焦距图像特征点提取算法》，《现代电子技术》2019 年第23 期总第334 期

【9】蒋建国,李明,齐美彬《基于TMS320DM6437的运动目标实时检测与跟踪》，合肥工业大学学报(自然科学版)2019年7月第34卷第7期

【10】《OrCAD Capture User's Guide》，

三、初步设计方法与实施方案

1、设计方法：

(1)、将外部图像传输到DM6437处理器。

(2)、在DM6436处理器中利用Sift算法对特征点进行提取。

(3)、将提取的特征点与以存特征点进行比对。

(4)、将对比结果进行反馈。

2、实施方案：

(1)、基于Sift算法设计特征点提取算法

(2)、设计硬件原理图

(3)、基于Matlab软件进行仿真

(4)、对仿真结果进行分析，并对不足处进行改进与优化

(5)、编写基于该DSP硬件平台的演示工程文件

四、预期结果

1、主要内容：本课题旨在设计出一套目标识别系统，通过图像特征提取与匹配算法实现目标的识别，图像数据由前端传输给出，系统硬件平台使用DSP平台。

2、预期结果：本课题结束后，基本应可以对静态图像目标进行特征点的提取与匹配，并对匹配后的结果进行反馈。

五、进度计划

第1周：查找相关资料对课题进行初步了解，撰写开题报告。

第2周：深入研究课题内容，对系统各部分模块进行了解。

第3-4周：对DM6437处理器核心进行研究

第5周：设计硬件原理图

第6-7周：研究SIFT算法

第8周：编写特征点提取算法

第9周：编写图像处理程序。

第10周：基于Matlab软件制作仿真文件

第11周：分析仿真文件

第12周：制作PCB原理图

第13周：系统测试及调试

第14周：撰写毕业论文

第15周：准备毕业答辩

第16周：毕业答辩