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FPGA在红外图像处理中的应用

随着精确制导武器的发展,红外图像制导技术得到了迅猛发展。红外图像制导的突出特点是所处理的数据量大。在图像制导的应用领域中,实时处理技术是研究的热点。分析可知,其大数据量的图像处理也有如下的特点:参与运算的数据量大,数据重复使用,算法简单而且规则,图像中的所有元素均可施以同样的操作,存在固有的并行性,通信需要高带宽数据交换。这些环节往往是图像处理系统中最为耗时的部分,对整个系统速度影响较大。如果这些处理能实时化,整个系统的性能将大大提高。VLSI技术的发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其非常适合在图像处理中完成一些并行处理任务。特别是针对上述特点,使这些运算非常适合于在外围的FPGA架构中用硬件并行算法实现。FPGA的优势在ATR(自动目标识别)中也有一定的体现,特别是它内部的嵌入式存储块在识别过程中起了很重要的作用。本文分析图像处理的特点及其基本的方法,初步研究了基于FPGA的图像  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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基于NiosⅡ的红外图像处理算法与实现

随着科学技术的快速发展,红外成像系统在当今的高科技战争中和民用方面都起到很重要的作用。由于红外器件固有的特性和限制,大部分红外图像存在成像质量不理想的问题,主要表现在图像边缘模糊,目标与背景对比度差等方面。因此在红外原始图像信号中加入图像处理极为重要。由数字信号处理(DigitalSignal Processor DSP)+现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array FPGA)搭建的传统架构存在硬件电路设计复杂,对时钟控制要求高,导致整个系统架构的传输效率低且FPGA底层接口的控制操作比较复杂,而在FPGA内部内嵌NiosII软核系统具有软硬件可编程、可裁剪等优点,逐渐受到了广大设计者的关注,NiosII软核可以调用内部软核来简化设计从而实现多种功能,因此在NiosII系统下实现红外图像处理算法,可以优化系统,使系统功能增强。本文以实用性和单芯片小型化为目的,在原来的红外图像处理算法以及红外成像...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

红外热像仪视频图像实时处理器的研制

一代某型32元红外热成像系统由于探测器材料和制造工艺的问题,限制了红外图像质量的进一步提高。主要存在两个方面的问题:首先,由于红外图像的动态显示范围较宽,为保证某些超常温目标的红外图像的显示而使绝大多数常温目标的灰度值集中分布在较低的灰度级上,从而造成红外图像的视场较暗,不利于场景信息的获取。其次,热成像系统中32元探测器的特征性能参数并不完全一致,造成各个探测器之间非常严重的不均匀性现象,降低了图像的分辨率,影响了热成像系统的有效作用距离。本文在深入研究该32元红外热成像系统成像特性的基础上,提出一种可以有效改善红外图像质量、提高热成像系统性能参数的方法和实现途径:即应用一个基于DSP+FPGA高速数字信号处理系统的实时视频图像处理器,对红外热成像系统的视频图像灰度分布进行适当的均衡,使各个探测器之间的不均匀性得到有效校正。本文主要内容如下:深入地研究了数字图像处理技术的有关基本原理和概念,并针对上述问题给出理论解决方案和相应...  (本文共107页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于FPGA图像加载系统的盲元检测与补偿设计

由于热像仪中异常像元的存在,红外图像常常会存在盲元,对后续的目标检测和识别造成很大的影响,此时就需要盲元的检测与补偿,但常见图像处理平台在某些场景下无法满足实时性的要求。为解决这一问题,本文进行了以下研究。本文首先分析了基于背景预测的盲元校正算法原理,提出了改进的算法,然后详细介绍了基于FPGA的硬件系统平台,最后结合此硬件平台通过使用VerilogHDL语言实现了盲元校正,并加载运行结果。对结果的分析表明,改进后的背景预测算法综合了各种现有方法的优点,能够对图像中不同形状和大小的盲元起到较为理想的补偿作用。  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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手持红外热像仪的硬件电路设计

红外成像技术作为一种探测和识别目标温度的重要手段,在军事方面已经有了广泛的应用。近几年来,由于非制冷红外焦平面阵列的制造技术有了重大突破,使得红外成像系统的体积变小、重量变轻、价格下降,极大地推动了红外成像技术在电力、建筑、消防、医疗、化工等各个民用领域中的应用,因此研究便携式红外成像系统对非制冷红外焦平面技术有着重要的指导意义。论文介绍了红外成像技术的发展、分类以及非制冷红外成像的应用。并简要概述了UL03041非制冷红外探测器原理和接口参数。采用FPGA+ARM方式设计了一个手持式红外热成像系统,FPGA对探测器进行驱动和采集红外图像数据,用ARM处理器处理红外图像数据,并设计系统的外围电路。针对UL03041的工作条件,使用ALTERA的EP3C25U256C7N FPGA设计时序驱动电路,给UL03041提供时钟驱动信号的同时,非制冷红外焦平面阵列需要一个直流偏置电路和使用ADN8831的温控电路。UL03041在驱动信...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
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基于DSP和FPGA的汽车红外夜视系统

针对一直以来存在的夜间行驶安全问题,本文设计和完成了一套车载红外夜视系统,可以使汽车不仅是夜间,而且在雨、雪、雾等恶劣的天气情况下,依然可以清楚观察前方路面,保证了驾驶的畅通无阻,减少了事故的发生。论文介绍了本研究课题的背景以及国内外红外探测技术的应用和发展状况,由于红外器件具有的成像效果不够理想的缺点,本文重点提出了基于DSP和FPGA芯片的实时图像处理系统。该系统不同于传统基于PC机模式的图像处理系统,利用了DSP的大规模数字处理能力和FPGA的优秀时序控制能力,相互配合,发挥了DSP和FPGA两者的优势,能更好地提高图像处理系统实时性能,同时也最大可能地降低成本。论文根据车载红外夜视系统的设计目的、应用需求确定了器件的选型。介绍了主要的器件,接着从系统架构、逻辑结构、硬件各功能模块组成等方面详细介绍了红外夜视图像处理系统硬件设计,并分析了包括各种参数指标选择、连接方式在内的具体设计方法以及应该注意的问题。除了必要的硬件支持...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>