基于FPGA和ADV7123的红外图像显示卡的设计与实现

介绍了一种利用FPGA(现场可编程门阵列)和A/D转换芯片ADV7123实现红外图像显示卡的设计方法.该显示卡的主要功能包括像素灰度级转换、图像放大以及PAL(逐行倒相)制视频信号生成.详细讨论了显示卡的设计思想和硬件结构、FPGA各逻辑模块设计、FPGA配置加载、显示卡与主系统互连以及利用ADV7123生成PAL制视频信号的方法.该图像显示卡用于红外图像处理系统的硬件调试和红外图像处理算法的效果观测,实际使用情况表明,该显示卡能够很好地满足红外图像处理系统的图像输出需求.     

红外实时图像增强的硬件设计与实现

根据红外图像特点,提出了基于FPGA＋SRAM的硬件实时图像处理结构.该硬件设计包含4个主要模块：视频处理模块、FPGA模块、图像存储模块和DA转换及视频合成模块.FPGA是该系统的核心部分,能够实现2D-TDI、图像锐化和非均匀性校正等算法;SRAM阵列是暂存实时图像的,用于算法的实现;FPGA配置FLASH存放FPGA的配置程序;完成硬件调试工作后,尝试实现了部分图像增强算法.     

非致冷红外热像仪信号处理系统的设计与研究

基于红外图像处理系统实时,大容量的特点,设计了一种基于FPGA＆ARM的非致冷红外热像仪模块化硬件平台,并在FPGA硬件上实现了用于红外图像非均匀性校正的软件算法,同时通过用FPGA的门阵列资源在内部配置FIFO和双口RAM,解决了采集模块、处理模块与控制模块的实时通信问题.实际应用证明,该系统稳定,集成度较高,通用性很强.     

基于Microblaze的实时红外直方图均衡器

直方图均衡算法是红外图像处理中一种很有效的图像增强方法.在传统实时红外系统中,一般采用DSP FPGA的硬件结构实现该算法.以某红外系统为应用背景,利用Xilinx公司的SOPC技术--Microblaze软核微处理器,提出了一种SOC解决方案.     

基于图像分块的CL4小波实时处理及FPGA实现

CL4矢量小波具有的一系列优异特性,在红外图像弱小目标预处理中应用广泛,但它的实时性使其应用受到限制。在分析了CL4小波算法结构基础上,研究了小波系数的量化方法,提出一种将原始图像分块小波处理的方法,在FPGA中采用流水算法实现,并对关键算法进行了Model Sim仿真,提高了CL4小波算法的实时性。     

基于整数小波的图像处理系统在硬件中的实现

随着互联网的普及和图像应用范围的不断扩大, 对图像的处理提出了新的要求,即不仅要求对图像识别的准确,还要求达到实时处理,因此系统以高性能数字信号处理器ADSP-BF561和大规模现场可编程门阵列(FPGA)作为核心,结合离散整数小波变换,在硬件系统上实现提升方法的整数小波变换和Mallat算法小波变换,取得了较好的试验效果.     

基于FPGA的IRFPA非均匀性自适应校正算法实时实现

红外焦平面阵列(IRFPA)的非均匀性校正(NUC)是红外图像处理系统中的重要环节.在研究了基于神经网络的NUC算法的基础上,提出了一种采用FPGA基于神经网络的非均匀性自适应校正算法实时实现硬件方法,该方法利用流水线技术和并行处理结构,大大提高了系统的运算速度,特别适用于大面阵、高帧频红外焦平面成像系统;而且系统仅利用了一片FPGA,体积小,功耗低,便于系统的小型化.     

基于FPGA的IHS和提升小波变换的图像融合实现

在分析IHS和提升小波变换图像融合算法理论的基础上,给出了一种基于FPGA的该图像融合算法的设计实现。该设计首先对IHS变换模块进行了硬件实现构造,然后设计了多级小波提升模块以实现图像融合质量和小波分解层数的合理匹配。实验结果表明,采用本设计方法进行图像融合,误差小、精度高,融合效果优良,能够在FPGA上实现以满足图像实时处理的需求。     

基于FPGA的凝视红外图像预处理算法的硬件结构设计与实现

介绍了一种针对凝视红外图像预处理应用而设计的FPGA硬件算法结构,该结构充分发挥了FPGA高速、并行计算能力,能在信号读出过程中实时地完成红外图像非均匀性校正(基于定标)、盲元补偿、邻域处理(卷积滤波/中值滤波)以及直方图统计等功能.将该结构应用到凝视红外系统的前端,不需额外占用处理时间,为后端信息处理节约出时间,是一种高效、快速的预处理方案,并在实际的成像实验中得到了验证.     

一种自适应红外图像增强处理的FPGA实现

本文介绍了一种自适应平台直方图算法对红外图像增强处理及该算法在FPGA器件上的实现.该方法是根据图像的直方图,自适应地选择平台阈值,实现自适应平台直方图均衡化,增强了目标的对比度.在FPGA上实现了该算法,对红外图像进行了增强处理,使红外图像的清晰度得到极大的提高,目标灰度级得到扩展,抑制噪声,并且利于将目标与背景区别开来.     

基于PC-104 plus PC的红外图像处理系统的设计

介绍了利用非制冷红外焦平面传感器,采用PC-104 plus嵌入式PC与FPGA技术构建的便携式红外图像处理系统。针对凝视型红外图像处理系统的两个技术问题——红外焦平面非均匀性校正的硬件实现和保证图像帧的完整性,本文结合所研制的系统进行了深入的阐述。利用本系统,针对应用背景可以构建诸如红外检测、红外跟踪等各种具体应用系统。     

二维提升小波的VLSI结构设计及FPGA验证

针对JPEG2000中小波变换的硬件实现占用资源量大、速度慢等问题,提出了一种有效的二维小波硬件实现模型。该模型采用流水线并行结构,即对图像中各行像素进行流水线处理的同时,对小波分解的各级采用并行结构处理。这样的结构提高了小波变换的处理速度,实现了实时处理,节省了硬件的片上存储及外部存储资源。用FPGA对此模型进行验证。验证实验采用Xinlinx公司的SPARTEN-3系列芯片,对1 024×2 048的大图像进行处理,图像处理速度达到80Mpixels/s,满足实时性要求。     

提升小波高速分解的系统设计与实现

为了解决小波变换在图像实时处理系统中的瓶颈问题,提出了一种硬件实现9/7整形小波高速变换的方法。该方法使用新的小波变换结构和小波变换基,采用一种基于行列同时变换的多级同时变换方式,即进行多级同时变换,且每一级的行列变换也同时进行。使用现场可编程逻辑门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）的IP核实现片内缓存,降低了设计的复杂度,实现了图像的高速分解。整个设计采用VHDL对算法完成建模和实现,综合和仿真结果表明,该系统占用的资源少,分解速度很快,实现了高速的图像数据流输出,可应用到图像压缩的很多领域。     

基于FPGA的小波去噪的硬件实现

为了解决传统频域去噪法在光信号处理中单分辨率的局限性,提出了具有多分辨性的小波去噪法,并通过对比验证其有效性。由于小波去噪实现对硬件的要求较高,采用现场可编程门阵列做硬件平台来实现基于分布式算法的小波运算,将复杂的乘法运算转化为简单的并行查表累加过程,提高了运算效率,完成了小波算法的硬件移植。最后设计了基于现场可编程门阵列的采集系统,并在其上进行了小波去噪的硬件验证。结果表明,小波去噪算法在现场可编程门阵列平台上得到了很好的实现,且去噪效果良好。     

一种高性能图像多级小波变换的硬件设计与实现

为满足基于小波变换的高速图像处理技术需求,本文在研究小波分析数理基础上,以Le Gall (5/3)小波为例,设计了一种结构简单、易于硬件高速实现的二维多级小波变换硬件架构。该设计抛弃了传统二维图像在二维多级小波变换时需要先将图像行变换和列变换分开处理,以及不同级变换需要分层处理思路。本文架构设计理念充分利用图像变换时像素的运算规则,在读取面阵图像二行数据后,就开始行与列,不同级小波变换的也是同时并行执行。此外在不同级小波变换中插入多级流水线,有效地提高了整个变换的时钟频率,整个变换采用VHDL语言在FPGA实现。仿真结果表明该设计思路正确,所得到变换结果与理论计算完全一致。     

基于FPGA的红外序列图像中热晕背景的消除

红外探测器在工作时间长或太阳直射时,可观察到红外图像有热晕现象。红外探测器观察的景物亮度或对比度通常很低,此时热晕对红外像质的影响比较严重。针对上述情况,研究用数字图像处理的方法——帧相减、反色相加,对红外图像进行实时背景补偿,以便消除热晕的影响。根据该方法进行了硬件设计,并且在现场可编程门阵列(FPGA)中实时实现了。实验结果表明,该方法能够在硬件平台上对红外图像热晕背景进行实时补偿,可明显改善图像的质量。     

红外图像处理算法硬件实现验证系统

由红外探测器采集得到的原始红外图像需要经过各种硬件算法处理才能使用,而这些硬件算法受限于FPGA和DSP的系统资源上限往往需要进行必要的优化和精简,导致处理效果相较于上位机端同功能的软件算法大打折扣。提出了一种软硬件算法对比平台,通过全双工千兆网络联系上位机和硬件系统,定性对比移植后的硬件算法和上位机软件算法之间的差异,以此作为改善硬件移植后的算法的依据,并对硬件移植后算法的性能进行评价。主要做法为:首先通过千兆网络将探测器输出的原始红外视频源传输到上位机预存,进而上位机将预存的原始红外视频发给硬件处理板进行硬件算法处理并回接处理结果,最后上位机将预存的原始红外视频通过同功能软件算法处理后与硬件处理后的红外视频逐帧进行差值处理,定性得出硬件算法优劣。     

基于DSP和FPGA的红外信息数据处理系统

针对红外制导控制信息数据处理系统的功能分析,提出了采用DSP+FPGA的设计方案,即一种基于TMS320C6414与XC2V2000-FG676的信息数据处理系统设计方案,并从工作原理、硬件以及软件3个方面介绍了该系统的设计和实现方法。由DSP完成图像采集单元的信号采集及处理,由FPGA逻辑设计完成主机控制电路功能部分。本设计具有较高的通用性和可靠性,在红外成像导引系统中具有较高的实用价值和应用前景。     

基于ADV212的JPEG2000静态图像压缩系统设计

研究了JPEG2000压缩标准及单片实现该标准的专用编解码芯片ADV212,并在分析ADV212的硬件结构及工作原理的基础上,设计了一种ADV212组合Field Programmable Gate Array(FPGA)的静态图像数据压缩电路.其中,系统数据接口采用Universal Serial Bus(USB),FPGA用来实现时序控制和输入输出数据格式的组织,ADV212则进行小波分解和码流组织,以完成图像数据的压缩.利用该系统对标准静态图像的压缩试验表明,系统工作正确可靠,可用于实际图像压缩.