基于DM642數(shù)字信號處理器的波前編碼解碼系統(tǒng).pdf

1、波前編碼解碼系統(tǒng)是一種光學(xué)編碼和數(shù)字解碼的兩步成像系統(tǒng)，可獲得傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)無法達(dá)到的超大景深，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。通過在光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面上引入一塊特別設(shè)計的相位板，在像面上得到對相當(dāng)大范圍景深不敏感的中間模糊像，再利用數(shù)字圖像恢復(fù)算法進(jìn)行圖像恢復(fù)，最終得到清晰的輸出圖像。這項技術(shù)無論是在軍事上、還是在民用上，都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文首次在嵌入式平臺上實現(xiàn)了波前編碼解碼系統(tǒng)。根據(jù)空域光學(xué)成像模型，將反鏡像邊界條

2、件與雙共軛梯度平方穩(wěn)定算法相結(jié)合，以DM642數(shù)字信號處理器為平臺核心，實現(xiàn)了波前編碼解碼系統(tǒng)。
　　 本文著重在硬件電路和算法實現(xiàn)兩個方面進(jìn)行了闡述。
　　 首先，設(shè)計實現(xiàn)了波前編碼解碼系統(tǒng)的硬件電路。整個電路系統(tǒng)包括DSP核心電路模塊、外圍存儲器電路模塊、視頻采集電路模塊、視頻顯示電路模塊，以及電源管理和時鐘模塊。完成的重要工作有:以Texas Instruments的媒體數(shù)字信號處理器為系統(tǒng)核心，完成電路核心部分的

3、設(shè)計;分別使用FLASH與SDRAM作為系統(tǒng)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，擴(kuò)展存儲空間;以CMOS為光電轉(zhuǎn)換器件，完成視頻采集電路的設(shè)計;使用Texas Instruments的DVI發(fā)送芯片實現(xiàn)視頻顯示電路的設(shè)計;使用DC-DC芯片完成供電電路的設(shè)計;使用電源監(jiān)控芯片和時鐘管理芯片完成電源管理電路和時鐘電路的設(shè)計;完成6層高速數(shù)字信號PCB板布線設(shè)計。
　　 其次，詳細(xì)地討論了基于反鏡像邊界條件的雙共軛梯度平方穩(wěn)定算法。該算法是一

4、種基于克雷洛夫子空間的迭代算法，非常適合求解非對稱矩陣方程。同傳統(tǒng)的圖像恢復(fù)算法相比，該算法大大降低了計算量，能夠得到更好的恢復(fù)效果。實驗證明，在反鏡像邊界條件下，該算法具有計算速度快，恢復(fù)效果好的優(yōu)點，同時有效地抑制了圖像邊緣和物體邊緣的振鈴效應(yīng)。
　　 最后，我們通過一個大景深的波前編碼實際系統(tǒng)給出了實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明，基于DM642硬件的波前編碼解碼系統(tǒng)具有恢復(fù)效果好，速度快、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。為波前編碼解碼系統(tǒng)的真正便