[发明专利]基于FPGA的图像检索系统及检索方法

权利要求书

1.基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图像检索系统采用硬盘主控FPGA芯片 进行图片库的构建和图片的相似性度量。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图像检索加速系 统包括图片库生成模块、图片数据库和图片库查询模块，所述图片库生成模块用于对图片 进行处理，所述图片数据库用于存储图片库生成模块的处理结果，所述图片库查询模块用 于对图片数据库进行图片查询；其中，图片数据库位于固态硬盘的存储介质中，图片库生成 模块和图片库查询模块在一组硬盘主控FPGA芯片上实现，且该FPGA芯片同时作为硬盘主控 芯片来驱动其读写数据。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片库生成模块 通过网络读入图片数据流，利用卷积神经网络模型，将图片的特征提取出来，同时对存储的 图片按照预定的特征先进行粗略的预分类，构建图片索引，然后将图片特征和相关索引信 息存到图片数据库中。

4.根据权利要求2所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片数据库中存 储图片的特征和图片的索引信息，图片的特征信息由卷积神经网络模型自动处理图片得到 的特征输出；图片的索引信息用来存储已被处理图片的存放位置。

5.根据权利要求2所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片库查询模块 包括：查询图片信息存储单元，图片相似度计算单元，图片相似度排序单元以及目标图片输 出单元；

所述图片库查询模块通过卷积神经网络模型对待查询图片进行处理，得到对应的图片 特征，并将得到的特征传递给查询图片信息存储单元进行存储；

所述图片相似度计算单元接收查询图片信息存储单元中存储的图片特征，计算该图片 特征与存储的图片特征之间的距离，从而得出相似度；

所述图片相似度排序单元按照图片的匹配度高低对图片的索引信息进行排序；

所述目标图片输出单元根据图片索引匹配存储的索引信息输出匹配度高的目标图片。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片库查询模块 中采用加权求和的方法进行图片相似度计算。

7.根据权利要求6所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片库查询模块 在进行图片相似度计算时，FPGA在收到检索命令后，识别出被查询图片的特征信息，从硬盘 中的图片数据库中读取相应分类的特征文件；

在FPGA中并行地将多种特征同时进行相似性度量，并以所有视觉特征距离的加权和确 定被查询图片的特征与存储的图片特征之间的距离。

8.根据权利要求5所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片库查询模块 中采用堆排序的方法对相似性度量值的排序。

9.根据权利要求8所述的基于FPGA的图像检索系统，其特征在于，所述图片相似度排序 单元主要包括

数据输入子模块，根据输入使能信号将顺序进入的欧氏距离值依次缓存存入RAM

建堆子模块，将缓存在RAM中的欧氏距离值建成为一个大根堆；

堆排序子模块，对建好的大根堆排序；

数据输出子模块，将完成排序的欧氏距离值依次读出。

10.一种基于FPGA的图像检索方法，其特征在于，所述的图像检索方法利用固态硬盘作 为图片数据库，并采用硬盘主控FPGA芯片进行图片库的构建和图片的相似性度量。

11.根据权利要求10所述的一种基于FPGA的图像检索方法，其特征在于，所述图像检索 方法包括如下步骤：

(1)建立图片数据库；

(2)在图片库的基础上进行检索；

(3)在硬盘主控FPGA芯片中进行相似度计算；

(4)在硬盘主控FPGA芯片中对距离函数值进行排序；

(5)根据排序的结果，由硬盘主控FPGA芯片访问固态硬盘的图片数据库，输出相似度匹 配度较高的目标图片。