基于FPGA的紅外圖像平滑與銳化算法研究及硬件設(shè)計.pdf

1、隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展,人們對紅外圖像處理系統(tǒng)的計算速度提出了更高的要求。由于硬件良好的圖像處理加速性能,所以國內(nèi)外更多地采用可編程邏輯門陣列(FPGA)作為紅外成像系統(tǒng)的圖像處理芯片,同時也對基FPGA的紅外圖像處理算法展開了研究。
　　目前國內(nèi)的工作大多是將傳統(tǒng)的紅外圖像算法向FPGA移植,對算法本身的研究和改進還不夠,這與國外相比還有一定差距。針對這一情況,本文將研究和改進基于FPGA的紅外圖像平滑和銳化算法,并硬件實現(xiàn)。<

2、br>　　在目前FPGA實現(xiàn)的平滑算法中,單一的傳統(tǒng)平滑算法難以處理多種噪聲,鄰域平均算法適于處理高斯噪聲處理效果,而中值濾波算法則對椒鹽噪聲有良好的處理效果。針對這一情況,本論文設(shè)計了一種基于邊緣檢測的自適應(yīng)平滑算法,在鄰域特征分析的基礎(chǔ)上,分別使用鄰域平均和中值濾波對圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲進行處理,有效地改善了對圖像的平滑效果。
　　拉普拉斯銳化算法可以有效地增強圖像邊緣,但通常只使用單一銳化模板和條件,因此存在過度銳化圖

3、像、扭曲強邊緣的缺點。針對這一情況,本論文設(shè)計了一種可配置的受限拉普拉斯銳化算法,可以配置適宜的銳化模板和銳化條件,以實現(xiàn)對不同圖像都能取得較好的銳化效果。
　　已在FPGA中對以上算法完成設(shè)計。根據(jù)綜合結(jié)果可知,以上算法的硬件實現(xiàn)都具有高可靠性、高速、移植性好的優(yōu)點。與已有的基于FPGA的平滑和銳化模塊相比較,本文平滑和銳化模塊能更靈活地處理圖像,以取得好的處理效果。它們的最高工作頻率均超過150MHz,能滿足1024×1280