紅外成像系統(tǒng)的圖像采集、處理及顯示實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，紅外成像技術(shù)發(fā)展迅速，在夜視、導(dǎo)航、科學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于紅外探測(cè)器及工作環(huán)境的影響，紅外成像效果不理想，對(duì)比度較低，影響了其在實(shí)際應(yīng)用中的使用效果。為了改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量，需要對(duì)采集到的紅外圖像進(jìn)行紅外圖像增強(qiáng)處理，同時(shí)將處理后圖像顯示在LCD上，使得觀察方便、直觀。
　　本文針對(duì)近紅外CCD探測(cè)器設(shè)計(jì)了FPGA紅外圖像處理系統(tǒng)，包括圖像采集、增強(qiáng)及LCD顯示三部分功能。圖像采集模塊提供CCD時(shí)序驅(qū)動(dòng)并對(duì)

2、輸出的CCD模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，得到了符合要求的數(shù)字信號(hào)。紅外增強(qiáng)算法是本文的重要環(huán)節(jié)，通過分析研究常見的紅外圖像增強(qiáng)方法，如灰度變換、直方圖均衡化等，并在Matlab中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，最終確定采用自適應(yīng)平臺(tái)直方圖均衡化算法進(jìn)行紅外圖像增強(qiáng)。之后進(jìn)行FPGA系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)，采用SOPC設(shè)計(jì)方法構(gòu)建圖像增強(qiáng)的硬件平臺(tái)，并在設(shè)計(jì)好的圖像處理硬件平臺(tái)上編寫Nios II程序，完成了紅外圖像增強(qiáng)的FPGA實(shí)現(xiàn)。LCD顯示模塊的核心是LCD控制

3、器的設(shè)計(jì)，該控制器提供LCD工作的時(shí)序驅(qū)動(dòng)，并具有連續(xù)讀取數(shù)據(jù)的DMA功能，最后將它封裝成IP核嵌入Nios II系統(tǒng)，方便Nios II處理器控制LCD工作，且該控制器是可配置的，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用改變LCD分辨率及FIFO存儲(chǔ)深度，具有極大的靈活性。
　　在FPGA中采用所選算法進(jìn)行紅外圖像增強(qiáng)，并將增強(qiáng)圖像顯示在LCD上。實(shí)際顯示效果表明，自適應(yīng)平臺(tái)直方圖均衡化處理后，圖像視覺效果明顯改善，對(duì)比度提高，邊緣清晰。因此，在FPGA