高速CCD控制單元設(shè)計(jì)與視頻圖像處理的研究.pdf

1、高幀率、高分辨率視頻在各種機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。軍事上，如紅外探測(cè)器、電光相機(jī)等偵察設(shè)備，要克服高速飛行和惡劣天氣等因素，獲取高幀率、高分辨率視頻圖像；公共交通安全中，監(jiān)測(cè)飛機(jī)的飛行姿態(tài)、跟拍高速運(yùn)行的列車，也要獲取高幀率、高分辨率視頻才能滿足這些高速暫態(tài)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景；生活中，隨著各種數(shù)字視頻產(chǎn)品的快速發(fā)展，人們對(duì)高分辨率、高質(zhì)量視頻的需求越來(lái)越大。但由于 IC工藝水平、數(shù)據(jù)處理和傳輸技術(shù)等多方面因素的限制，視頻的幀率和分辨率難以同時(shí)達(dá)到高

2、水平，因此，高幀率、高分辨率視頻獲取成為視頻圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文以高幀率、高分辨率視頻獲取為研究課題，設(shè)計(jì)高幀率、高分辨率視頻采集系統(tǒng)，并提出了一種新穎的圖像超分辨率重建算法。具體研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面：首先，本文設(shè)計(jì)了由CCD高幀率支路和CMOS高分辨率支路兩部分構(gòu)成的高幀率、高分辨率視頻采集系統(tǒng)，并完成了CCD高幀率支路的高速CCD控制單元模塊、AD9928模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；其次，本文提出了一種基于自適

3、應(yīng)NLM的圖像超分辨率重建算法，該算法的一個(gè)特色為不同特性的像素塊可以自適應(yīng)地選擇平滑因子，更好地保留原始圖像信息，另一個(gè)特色為利用雙參考幀進(jìn)行超分辨率重建，補(bǔ)充更多的高頻信息，從而提高圖像質(zhì)量；最后，改進(jìn)提出的超分辨率重建算法，使其適合硬件實(shí)現(xiàn)，并利用FPGA的并行特性，對(duì)圖像進(jìn)行分塊，完成了圖像超分辨率重建算法的硬件仿真。
　　利用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像序列進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比多種經(jīng)典的圖像超分辨率重建算法，結(jié)果表明，本文提出的圖像超分辨