基于FPGA的多分辨图像融合系统实时实现的研究

文章在分析了主流的Laplacian金字塔多分辨图像融合算法处理特点的基础上，介绍了基于FPGA的实时实现方法，给出了滤波、插值、延时、融合等算法模块的参数化设计方案及其并行处理流水线的细分和优化技术，分析了各个模块的资源占用情况，可以在单片Xilinx V4SX35 FPGA上实现双通道720×576×10bit图像的3层Laplacian金字塔算法融合处理。实验结果显示，采用该方法设计的融合系统融合效果良好，处理延迟小，可以实现25f／s的实时融合处理。     

高速数字信号处理器(DSP)在图像融合处理系统中的应用

提出一种基于新型高速数字信号处理器TMS320C6201的可见光-热红外双通道图像融合系统的设计与实现方案,该系统可以解决某些图像融合处理算法的大数据量计算与处理实时性要求之间的矛盾。     

分布式多传感器的模糊决策融合

分布式多传感器数据融合属于决策层融合。针对分布式多传感器融合的目标识别应 用,本文提出了一种新的融合传感器模糊属性的模糊决策函数,它通过自适应方法调整模糊决策函数中的参数以适应不同的融合应用。文章利用计算机仿真实验对此决策函数融合的目标识别结果进行了分折,表明这种方法使融合系统可以适应不同的融合要求,具有较好的目标识别效果。     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出，实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗。本文提出了一种基于XilinxVirtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案，采用模块化设计，将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水，充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性；并结合仿真实验结果，从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面，分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10bit图像流2f/s实时融合处理的可行性，估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗。     

红外高光谱成像的光谱聚焦

文中将光学系统中能量聚焦的概念引申至光谱维,提出在红外高光谱成像系统中通过信号处理获取感兴趣目标与其环境的光谱特征差异,结合调控目标函数得到光谱聚焦调控参数,进而控制成像系统中的可调谐部件自适应调谐到最有利于探测和识别的若干个光谱通道,实现光谱聚焦。文中提出了一种可实现光谱聚焦的系统构型,重点探讨了光谱聚焦的机制和实现途径,给出了关键分系统的技术方案。利用光谱聚焦可以实现光谱自适应探测,提高光谱成像信息利用效率,降低信息处理的资源需求,有助于提高系统的实时性和小型化,对于弹载、无人机载等高实时性、无人参与的应用具有十分重要意义。     

图象无旋转的曲轴电磁聚焦成象

在曲轴宽电子束聚焦理论和电磁聚焦成象系统理论的基础上,本文进一步发展了图象无旋转的曲轴电磁聚焦成象理论,给出了曲轴系统中获得图象无旋转的充要条件,并讨论了可获得图象无旋转系统的曲轴电场和磁场分布的若干特例。     

一种新的红外焦平面图像信号无线光输出协议

文中提出了一种针对红外焦平面图像信号无线光输出的高速数据链路层协议。该协议以IrDA标准的红外数据链路协议（IrLAP）作为参考，通过红外无线信道来实现点对点、高速、稳定的图像信号输出。协议的设计充分考虑了对多种红外传输速率的支持，以及位错误率（BER）、红外帧长度、应答分组大小等因素对系统传输吞吐量的影响，提出了寻找合适参数有效的计算方法，以及基于FPGA的红外无线视频传输平台的设计方法。实验结果显示，传输平台可以在16Mb／s的红外传输速率下长期稳定工作。这表明本协议适用于VFIR及更高速率的图像无线传输，经过不断地测试与完善，可为制订今后焦平面图像信号光输出规范提供参考。     

基于小波变换与像素灰度值变化的点目标探测

当成像系统与反舰导弹的运动方向在同一条直线上时,无法采用基于运动轨迹分析的时间滤波算法。针对这一问题,提出了一种基于小波变换的空间滤波与基于像素灰度值变化检测的时间滤波混合算法进行点目标探测。试验用的图像采用实际的背景图像与模拟的点目标信号相结合。试验表明该算法具有良好的探测精度和灵敏度以及低虚警率。     

偏振正交法抑制双向传输系统瑞利干涉噪声

瑞利后向散射引起的干涉噪声是双向光纤传输系统的主要噪声来源。本文对单模光纤双向传输系统中瑞利后向散射的一般理论和偏振特性进行了分析,并提出了采用偏振正交法减小干涉噪声的方法。建立了10 GHz模拟RF信号单波长双向传输系统,并采用偏振旋转器件实现正、反向传输光的偏振近似正交传输。通过数值模拟,分析了本系统瑞利后向散射偏振状态与入射光偏振状态、反向光偏振旋转角的关系,进一步分析了系统干涉噪声抑制水平。模拟分析结果表明,在80°～90°范围内旋转偏振态,能够使瑞利后向散射降低至少一个数量级;系统信噪比提高了近15倍。利用偏振正交法减小双向传输系统的干涉噪声,有对偏振旋转的精度要求不高、容易操作的优点。     

一种快速准确识别圆形目标的新算法

在对二值圆形图像深入认识的基础上,研究了自动提取图像中圆形目标的理论,提出了圆的两个重要参数:圆上像素数与半径比值参数,以及理想半径与圆上像素到圆心(实际半径)差值参数.首先对图像进行降噪和边缘提取,然后利用这两个重要参数,在二值边缘图像中非常快速、有效地提取出圆形目标,并输出其半径和圆心坐标参数.实验表明,该方法能够较高精度、较快速度地在大面积图像中识别圆形目标.