基于FPGA的紅外圖像采集與分層增強(qiáng)處理技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、紅外技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事、消防、醫(yī)學(xué)、監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域,隨著嵌入式技術(shù)和非制冷焦平面探測(cè)器件的發(fā)展,研究和設(shè)計(jì)更加智能化、小型化、低功耗的紅外圖像采集系統(tǒng)是紅外技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。由于紅外圖像存在高位寬、低對(duì)比度、邊緣模糊等問(wèn)題,原始圖像不適合人眼觀(guān)察和后期處理,必須研究針對(duì)紅外圖像數(shù)據(jù)特點(diǎn)的算法對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)處理。
  根據(jù)紅外圖像成像原理,查閱相關(guān)嵌入式紅外圖像采集系統(tǒng)和紅外圖像處理的相關(guān)論文資料,設(shè)計(jì)了基于 FPGA嵌入式硬件平臺(tái)的

2、紅外圖像采集系統(tǒng)。根據(jù)焦平面探測(cè)器技術(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)了其電壓偏置電路、時(shí)序驅(qū)動(dòng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,將紅外輻射轉(zhuǎn)化為方便處理的并行數(shù)字信號(hào)。設(shè)計(jì)了FPGA驅(qū)動(dòng)電路、隨機(jī)存儲(chǔ)電路和FLASH電路,對(duì)焦平面探測(cè)器輸出的紅外圖像信號(hào)進(jìn)行采集和處理。整個(gè)硬件系統(tǒng)體積小、功耗低,成功采集到紅外圖像原始數(shù)據(jù)。
  采集系統(tǒng)輸出的紅外圖像為14位寬大動(dòng)態(tài)范圍圖像,有效信息一般集中在很窄的灰度級(jí)范圍。本文結(jié)合嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)時(shí)性、低功耗的要求,分析了現(xiàn)有算

3、法的局限性,對(duì)于基于雙邊濾波器的分層算法容易出現(xiàn)梯度反轉(zhuǎn)和計(jì)算復(fù)雜度高的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn),提出基于引導(dǎo)濾波器的分層處理算法。針對(duì)引導(dǎo)濾波器分層產(chǎn)生的光暈現(xiàn)象,提出使用LoG算子進(jìn)行約束的自適應(yīng)引導(dǎo)濾波器進(jìn)行分層處理,成功消除光暈現(xiàn)象。使用平臺(tái)直方圖對(duì)基層圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)和動(dòng)態(tài)范圍壓縮,并利用拉普拉斯算子的銳化特性進(jìn)行圖像邊緣補(bǔ)償。使用伽馬變換對(duì)細(xì)節(jié)層圖像進(jìn)行增強(qiáng)并且抑制噪聲,最后將基層圖像和細(xì)節(jié)層圖像線(xiàn)性加權(quán)融合輸出。
  本文設(shè)計(jì)

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