單通道紅外與可見光圖像采集系統(tǒng)電路設(shè)計.pdf

1、隨著光電成像技術(shù)的發(fā)展，可見光成像和紅外成像得到了廣泛的應(yīng)用?？梢姽鈭D像富含目標的色彩和紋理信息，符合人眼的視覺習慣，紅外成像則反映了目標的溫度分布信息。隨著光電成像技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深入，在許多場合需要在直接識別目標的同時又能得到目標的溫度信息，這就需要將可見光圖像和紅外圖像同時采集后融合顯示。目前大量使用的可見光與紅外圖像融合系統(tǒng)均采用雙通道圖像輸入，即兩個獨立的相機從不同的角度對同一目標成像，配準時只有目標不動時才能實現(xiàn)兩幅圖像的

2、準確融合，無法實現(xiàn)運動目標的實時圖像融合，大大限制了儀器的適用范圍。
　　本課題旨在為無人機電力巡線設(shè)計了一套單通道長波紅外與可見光圖像實時同步采集、拼接、傳輸與融合系統(tǒng)，本文主要對該系統(tǒng)電路設(shè)計與實現(xiàn)作了詳細的說明。該系統(tǒng)硬件電路以可編程器件FPGA作為主控器件，首先通過FPGA對可見光CMOS圖像傳感器的控制，構(gòu)建了一個分辨率為1280×1024，幀率為25幀的可見光成像電路模塊，并設(shè)計了自動曝光算法，該算法以“中間灰度”為依

3、據(jù)，結(jié)合自適應(yīng)步長和固定步長曝光參數(shù)調(diào)整方法，實現(xiàn)快速準確地獲取曝光參數(shù)。
　　其次，在 FPGA控制下，采用異步時鐘域同步和靜態(tài)相位調(diào)整等方法準確采集紅外與可見光圖像數(shù)據(jù)，并巧妙利它們的數(shù)據(jù)輸出特點，實現(xiàn)了紅外圖像和可見光圖像數(shù)據(jù)的同步采集，以滿足圖像融合系統(tǒng)對圖像源的時間相關(guān)要求。同時，本文研究了一種通過HDMI接口同時傳送紅外與可見光兩路視頻的方案，通過SRAM將緩存的一幀可見光圖像和一幀紅外圖像合并為一幀新的圖像，實現(xiàn)將兩