基于FPGA的紅外圖像處理系統(tǒng)設計.pdf

1、紅外熱成像技術近年來取得了巨大的發(fā)展,并已經(jīng)廣泛應用于各個領域,市場廣闊。紅外探測器和紅外圖像處理系統(tǒng)是紅外熱成像技術的關鍵組成部分。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)的實時性要求。
　　因此,為了適應大面陣高幀率的發(fā)展趨勢,針對FPGA+DSP系統(tǒng)架構中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)架構進行紅外圖像處理系統(tǒng)的設計,該設計以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。相對于現(xiàn)有FPGA+DSP系統(tǒng)架構中,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,單FPGA可以利用流水線的處理方法,能夠達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總線進一步進行了具體架構設計,利用NIOS軟核能夠自行定制和Avalon總線協(xié)議簡單的特點,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上,通過硬件邏輯實現(xiàn)了兩點多段校正算法和盲元領域均值替換算法。
　　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)架構無法完成對其實時處理,本系統(tǒng)成功完