隨著紅外探測技術和超大規模專用集成電路的發展,實時紅外成像系統得到了越來越廣泛的應用。如何針對紅外圖像的特性對紅外圖像進行實時處理,得到能真實反映探測場景、適合觀察分析的紅外圖像是目前紅外成像技術的研究熱點。針對紅外圖像在被采集后立即進行預處理,簡化后級數字信號處理單元的繁重任務,在紅外成像技術中具有重要意義。本論文主要工作如下: (1)對紅外成像的原理、紅外圖像的形成過程、紅外圖像的特征以及紅外圖像與可見光圖像的區別進行了闡述。 (2)簡要介紹了頻域中圖像的增強算法,以及圖像的灰度變換原理。 (3)通過對時域中各種算法的分析對比,以及時域處理與頻域處理的對比,選擇數種適合紅外圖像預處理的算法進行硬件實現,然后再根據硬件實現的難易程度和算法對硬件資源的占用率,以及最終對圖像的處理效果,選擇一種最佳的平滑和銳化方法。 (4)針對FPGA的特點,采用了模塊化結構設計,方便構成并行運算,充分體現了實時處理的要求。 (5)分析了紅外圖像灰度變換的硬件構成,實現了對紅外圖像的直方圖統計。 (6)闡述了I2C總線標準,使用I2C總線對SAA7115視頻圖像處理芯片的控制,對模擬的紅外圖像采集、量化成數字圖像信號;由于采用SDRAM進行數據的存儲,所以針對數據的存儲及讀取方式設計了SDRAM存儲器的控制器,將量化后的數據存儲到SDRAM存儲器。 (7)詳細闡述了圖像頻域處理的硬件實現方法,并特別說明了DFT的FPGA硬件構成方法及這種方法與DSP處理器構成方法的區別。然后針對整個系統的時序構成及時序要求,采用了PLL核構成了系統的時序部分,并對系統進行了優化,以提高運行速度及減少資源占用率。
標簽:
FPGA
紅外圖像
預處理
上傳時間:
2013-07-12
上傳用戶:頂得柱