基于FPGA的紅外圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、紅外熱成像技術(shù)近年來取得了巨大的發(fā)展,并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,市場廣闊。紅外探測器和紅外圖像處理系統(tǒng)是紅外熱成像技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。紅外探測器近年來呈現(xiàn)大面陣高幀率的發(fā)展趨勢,使得處于后級的紅外圖像處理系統(tǒng)必須更快速地處理更多的數(shù)據(jù),而目前主流的FPGA+DSP系統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)據(jù)處理能力已很難滿足這一趨勢下對系統(tǒng)的實(shí)時性要求。
　　因此,為了適應(yīng)大面陣高幀率的發(fā)展趨勢,針對FPGA+DSP系統(tǒng)架構(gòu)中DSP作為核心圖像處理器串行處理數(shù)

2、據(jù)的不足,文章從提升數(shù)據(jù)處理能力和圖像質(zhì)量的角度,提出采用單FPGA的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行紅外圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)以FPGA作為核心圖像處理器,充分利用了FPGA能夠并行處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。相對于現(xiàn)有FPGA+DSP系統(tǒng)架構(gòu)中,DSP需要多個時鐘周期處理后才能輸出一個數(shù)據(jù)的缺點(diǎn),單FPGA可以利用流水線的處理方法,能夠達(dá)到一個時鐘周期輸出一個數(shù)據(jù),從而顯著地提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。
　　依據(jù)以上思想和方法,文章基于NIOS軟核和Aval

3、on總線進(jìn)一步進(jìn)行了具體架構(gòu)設(shè)計(jì),利用NIOS軟核能夠自行定制和Avalon總線協(xié)議簡單的特點(diǎn),有效和方便地完成對紅外圖像處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的協(xié)調(diào)和控制,并且貫徹流水線處理的思想,在研究和分析現(xiàn)有紅外圖像非均勻校正算法和盲元校正算法的基礎(chǔ)上,通過硬件邏輯實(shí)現(xiàn)了兩點(diǎn)多段校正算法和盲元領(lǐng)域均值替換算法。
　　在系統(tǒng)性能測試中,針對分辨率1280×1024幀率25Hz的紅外圖像,相比FPGA+DSP系統(tǒng)架構(gòu)無法完成對其實(shí)時處理,本系統(tǒng)成功完