基于FPGA的高光谱异常目标检测RXD算法加速方案-豆柴文库

基于FPGA的高光谱异常目标检测RXD算法加速方案.docx

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基于FPGA的高光谱异常目标检测RXD算法加速方案 Title:AnAccelerationSchemeforFPGA-basedHyperspectralAnomalyTargetDetectionusingRXDAlgorithm Abstract: Hyperspectralremotesensinghasbeenwidelyusedinanomalytargetdetectionduetoitsabilitytoobtainspectralinformationwithhighspectralresolution.TheRXD(Reed-XiaoliDetector)algorithmisapopulartechniqueforhyperspectralanomalytargetdetection.However,thecomputationalcomplexityofRXDalgorithmposesasignificantchallengeinreal-timeapplications,whichdemandsefficienthardwareacceleration. ThispaperpresentsanaccelerationschemeforFPGA-basedhyperspectralanomalytargetdetectionusingtheRXDalgorithm.Theproposedschemeaimstooptimizethecomputationalefficiencyandreducetheprocessingtimerequiredforhyperspectraldataanalysis.TheFPGAhardwareplatformoffersparallelcomputingcapabilities,whicharewell-suitedforacceleratingcomputationallyintensivealgorithms. Introduction: Hyperspectralremotesensinginvolvestheacquisitionofinformationfromabroadrangeofcontiguousspectralbands.Thisresultsinahigh-dimensionalspectraldataset,whichisidealfordetectingandidentifyingsubtleanomaliesinascene.TheRXDalgorithm,awidelyusedtechniqueforhyperspectralanomalydetection,exploitsthestatisticaldifferencesbetweentargetandbackgroundpixels. TheRXDalgorithmcomputestheReed-Xiaolidetectorforeachpixelinthehyperspectralimageandcomparesittoapredefinedthreshold.Ifthedetectorvalueexceedsthethreshold,thepixelisclassifiedasananomaly.However,thecomputationalcomplexityoftheRXDalgorithmlimitsitsreal-timeapplicationontraditionalcomputingplatforms. FPGA-basedAccelerationScheme: Toaddressthecomputationalcomplexitychallenges,weproposeanaccelerationschemeusingFPGAforhyperspectralanomalytargetdetection.FPGAdevicesprovideahighlyparallelarchitecture,whichcanhandlethemassiveparallelisminherenttohyperspectraldataanalysis.Theschemeconsistsofthefollowingkeysteps: 1.PreprocessingStage: -Hyperspectralimagenormalization:Normalizingthespectralresponseofeachpixeltozeromeanandunitvariance,toremoveanyilluminationseffects. -Transformingdatainto

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