高幀頻CMOS相機(jī)圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、高幀頻相機(jī)能夠?qū)Ω咚龠\(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行捕獲、記錄，通過(guò)分析視頻信息可以研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和和細(xì)節(jié)信息，它被廣泛應(yīng)用于航空、航天及兵器等領(lǐng)域。本文以某型戰(zhàn)機(jī)艙室儀表和艙外導(dǎo)彈發(fā)射狀態(tài)監(jiān)控為背景，針對(duì)拍攝過(guò)程存在幀頻高、圖像噪聲大、數(shù)據(jù)量大等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種高幀頻相機(jī)圖像處理系統(tǒng)。
　　 本文重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容包括三部分：高幀頻圖像采集單元、圖像預(yù)處理單元和視頻圖像編碼壓縮單元。
　　 高幀頻圖像采集單元采用Cypress公司高速CMO

2、S圖像傳感器LUPA-300，控制單元采用XILINX公司的FPGA，利用Verilog硬件描述語(yǔ)言編寫程序，采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了三個(gè)模塊，分別為CMOS圖像傳感器配置模塊、圖像緩存模塊和CameraLink傳輸接口模塊。每個(gè)功能模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，通過(guò)項(xiàng)層模塊連接，并在Modelsim軟件中進(jìn)行仿真。
　　 圖像預(yù)處理單元主要分析CMOS圖像傳感器所成圖像噪聲特性，研究了消除CMOS圖像傳感器固定模式噪聲的算法和分段兩點(diǎn)

3、非均勻校正算法，改進(jìn)了傳統(tǒng)的中值濾波算法，利用Verilog硬件描述語(yǔ)言編制了中值濾波程序，并在FPGA中實(shí)現(xiàn)中值濾波算法的硬件執(zhí)行。
　　 圖像編碼壓縮單元主要研究了基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼壓縮算法。運(yùn)用視頻管理器VCM控制編碼器，消除圖像的空間冗余和時(shí)間冗余信息，利用VC++語(yǔ)言編寫了視頻編碼壓縮程序。
　　 最終建立了圖像處理系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)在時(shí)鐘50MHz，最大分辨率640×480情況下，拍攝速度可以達(dá)