基于FPGA红外图像实时非均匀性校正及滤波技术

提出了一种基于FPGA的红外图像实时非均匀性校正及实时滤波的方法.在FPGA内嵌入NIOS Ⅱ处理器,实现校正系数的运算与实时非均匀性校正,以及用片内存储器实现实时图像滤波.与原始图像相比,校正后图像在均匀性、对比度等方面都有非常明显的改善.整个系统设计方法的优点在于非均匀性校正和图像滤波两种处理过程都在同一块FPGA芯片内完成,使整个系统简单一体化.同时,针对不同的红外CCD图像传感器,还能在FPGA内添加其他处理模块,从而提高了系统的使用范围.     

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.     

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的红外焦平面实时图像处理系统

针对红外焦平面阵列(IRFPA)实时图像处理系统中的重要环节——IRFPA的非均匀性校正和红外图像的增强,提出了以FPGA为核心的红外焦平面成像实时处理系统。该系统能够实时完成校正系数的计算、IRFPA非均匀性校正、红外图像的增强及视频合成等功能。在FPGA中采用了并行处理结构和流水线技术,使系统的处理速度高达50M×12 bit/s,特别适用于大面阵、高帧频IRFPA实时图像处理。仅用一片FPGA完成所有的处理功能,使整个系统结构简单、体积小、功耗小,便于小型化。     

红外焦平面条带状非均匀性校正硬件实现方法

红外焦平面阵列条带状非均匀性严重影响了其成像质量,大大限制了它的应用。实现了一种基于FPGA的红外焦平面阵列条带状非均匀性实时校正系统,该系统以中值红外均衡算法为核心,针对算法以及FPGA的特性进行了优化,单帧内可进行条带状非均匀性的校正,硬件仿真结果表明:处理效果显著。系统处理速度快、资源占用量小,可以作为一个独立模块嵌入到红外焦平面成像与处理系统中,实现条带状非均匀性的实时校正,有很高的实用性与可扩展性。     

多色焦平面图像融合技术分析与应用展望

在介绍多色焦平面阵列技术发展现状的基础上,讨论了该技术应用在图像融合系统中的优势.然后分析了基于该技术的图像融合系统的主要组成模块,包括多色焦平面探测器组件、数据传输模块和图像融合模块等.重点研究了图像融合模块的3种主要实现方案,单DSP或多DSP并行处理方案,DSP+FPGA处理方案以及大规模FPGA处理方案.最后给出了多色焦平面图像融合系统在大数据量传输、红外多源图像融合新算法、小型化和智能化等方面的发展趋势及其在机载光电系统、多光谱遥感探测、分布孔径红外传感器系统(DAIRS)和精确制导等方面的应用.     

基于CPCI总线的红外实时信号处理系统

介绍了一种高性能红外实时信号处理系统的原理、结构和特点.针对红外探测系统,提出了DSP FPGA CPCI的信号处理架构,采用Virtex Ⅱ Pro FPGA实现非均匀性校正等图像预处理,Spartan Ⅱ FPGA实现CPCI总线技术,DSP64X实现高层目标检测算法,以构成处理能力强、高速数据传输、接口可靠稳定的信号处理系统.实验测试表明,这种实时信号处理系统工作稳定、可靠,满足系统性能指标要求.     

星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正

针对星载红外成像系统在轨定标等特殊环境条件的应用要求,研制了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)非均匀性在线定标与实时校正芯片系统.由于对输入信号进行了标准化设计,该系统可用于各类红外成像系统的IRFPA非均匀性在线定标与实时校正处理.这种系统在时钟信号的驱动下以流水线方式运行,在对非均匀红外图像进行实时校正的同时,能够在线获取定标图像并能对存储器中的校正系数进行在线更新.该系统具有体积小、运算速度快、稳定可靠以及易于升级等优点,为星载红外成像系统IRFPA非均匀性的在轨定标开辟了一条有效的技术途径.     

基于Camera Link的红外图像显示研究

为红外相机设计了一套基于Camera Link的红外图像实时显示系统.红外探测器产生的模拟信号经模数转换后,由作为控制核心的FPGA进行处理,然后通过光纤实现远距离传输.接收端的FPGA将信号转换成Camera Link协议数据,再将它们传送给上位机的图像采集板卡进行采集和转换,最终通过上位机软件将其实时显示出来.     

基于CPCI-WB总线的多波段红外图像实时传输技术

探讨了一种多波段红外图像实时传输系统的原理、结构和实现等关键技术.针对红外成像探测系统的应用要求,基于CPCI和WB(wishbone)片上总线技术,提出了一种新的红外图像实时传输方法,并在Virtex Ⅱ FPGA上得到了实现.该方法解决了系统调试和应用中多波段红外图像高速传输、实时显示与处理的问题.实验表明,该系统工作可靠,应用方便,满足了总体指标要求.     

SOPC技术在实时红外图像处理中的应用

可编程片上系统（SOPC）是Altera公司提出的一种灵活、高效的片上系统解决方案,为构建实时、小型化的红外图像处理器提供了有效的解决途径。介绍了一种基于SOPC技术的红外图像处理器,可对数字红外图像进行实时处理和显示驱动。处理器主要包括非均匀校正模块、实时图像增强模块和显示驱动模块。处理功能主要由一片Altera公司的SOPC芯片EPXA4完成。实验结果表明,采用SOPC技术构建的红外图像处理器集成度高、功耗低、可靠性强、实时性好。     

基于NIOSⅡ的红外弱小目标检测算法实现

介绍了基于可编程片上系统SOPC技术的图像处理系统的软硬件设计,系统采用FPGA作为视频信号采集控制模块,利用FPGA内建NIOSⅡ软核微控制器作为图像处理单元。针对天空背景下红外弱小目标,提出了一种基于形态学和仿生学相结合的图像预处理算法,该算法在基于数学形态学滤波的基础上利用人眼固视微动辨别信息的原理对图像进行背景抑制和目标增强;采用自适应阈值分割法确定目标。硬件实验结果表明系统实时性好,图像处理效果良好,目标检测率高,验证了预处理算法的有效性和实时性。     

基于最大Gabor相似度的多光谱人脸识别系统

以精准识别不同特征维数以及噪声情况下的多光谱人脸为目标,设计基于最大Gabor相似度的多光谱人脸识别系统.原始可见光光谱图像以及热红外光谱图像分别输入系统的可见光光谱图像处理模块以及热红外光谱图像处理模块,图像处理模块分别提取原始可见光光谱图像以及热红外光谱图像特征并建立特征集,多光谱图像融合模块基于特征集内特征利用双...     

基于高速DSP的红外热成像信号采集和处理系统

红外焦平面阵列(IRFPA)被广泛用于各个领域中。由于红外视频信号针对不同领域的不同需求,后续处理算法复杂,需有效地提高其实时性能。因此文中以TMS320DM642高速DSP处理器为主要元件,构建了红外图像信号采集和处理系统。分析了红外视频信号采集工作原理,研究了提高信号处理速度的方法。实验结果表明,图像采集和处理系统运行稳定可靠,在该系统上实现的图像放大算法满足了实时性要求,为信号的后续精细化处理奠定了基础。     

基于TMS320C6201图像采集和处理系统的硬件实现

影响图像采集和处理的主要因素之一是器件的处理速度问题,介绍了TMS320C6201的主要特点,提出了以TMS320C6201 DSP为核心处理器来研制高速图像采集和处理系统的硬件方案,给出了硬件实现总体框图,较详细叙述了图像处理模块和图像采集模块的主要功能和工作原理,从而为图像处理系统提供了新的高速实时处理硬件方案．     

基于VPX的多DSP+FPGA红外图像处理系统设计与实现

针对大面阵红外图像快速处理要求及模块化设计原则,本文采用了4片TI公司的DSP和1片Virtex7 FPGA设计了一个多DSP的红外图像实时处理系统,试验表明该系统适用于复杂图像处理算法的计算和实时图像中跟踪目标的实时处理.     

灰度梯度自适应阈值二值化算法的FPGA实现

根据红外图像中目标与背景之间灰度比梯度特性,提出了一种自适应阈值二值化算法,并利用FPGA并行流水处理特点,采用模块化设计,完成了该算法的FPGA实现.算法实现由灰度比二值化模块和自适应阈值T模块两部分组成.灰度比二值化模块根据同步信号流水计算模板内灰度比梯度,并根据差值大小进行二值化.自适应阈值T模块根据背景的变化规律实时调整输出阈值大小,以实现对灰度比二值化模块作用范围的控制.实验结果表明,该算法虚警率较低,运算耗时少,满足实时处理的要求.     

无线通信的远程监控系统设计

随着移动通信技术的快速发展,具有远程无线控制功能的监控系统得到广泛应用。设计了一种基于GPRS通信网络的远程监控系统,详细介绍了系统的硬件结构及软件设计。该系统采用单片机通过串口连接GPRS通信模块和图像捕获模块,并扩展红外探测模块,在接收到来自于远程控制中心或红外模块探测的控制指令后启动图像捕获模块,并将所拍摄的图像自动传至指定手机,实现对现场的实时监控。该系统成本低廉,稳定性好,是一种高性价比的远程监控解决方案。