基于fpga的红外图像实时采集系统设计与实现

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1、第32卷第3期仪器仪表学报Vol.32No.32011年3月ChineseJournalofScientificInstrumentMar．2011*基于FPGA的红外图像实时采集系统设计与实现郭永彩，苏渝维，高潮(重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044)摘要:通过数字图像处理检测驾驶疲劳是一种具有高实用价值的非接触式疲劳检测方法，但目前相关研究多在理论算法范畴。提出直接采用单片FPGA芯片作为核心器件，生成精简的最小系统用以采集红外视频图像。详细阐述了此类视频采集系统的设计要点，从

2、技术上实现了驾驶员红外图像的实时采集、存储和显示功能，配合直接实现于FPGA片上的数字图像算法即可在线实现驾驶疲劳检测。其电路系统结构精简，集成度高，灵活性强，配合不同的处理算法，可推广应用于军事、工业监控、医疗卫生等领域。关键词:FPGA;驾驶疲劳;红外;图像采集系统中图分类号:TP752文献标识码:A国家标准学科分类代码:510．10DesignandimplementationofrealtimeinfraredimagecollectionsystembasedonFPGAGuoYongca

3、i，SuYuwei，GaoChao(KeyLaboratoryofOptoelectronicTechnologyandSystemsoftheEducationMinistryofChina，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract:Driverfatiguedetectionbasedondigitalimageprocessingispotentiallyapromisingonlinedetectionmeth-od．Ithasli

4、ttleinterferencetodrivingactivities．Researchesinthisfieldatpresenthavecommonlyendowedinalgo-rithmsbutlittleaboutsystemdesign．ThispaperdiscussesareducedminimumsystemcenteredbyasingleFPGAchipforinfraredvideocollecting．Keydesignissuesofthissortofsystemare

5、elaborated．Therealtimecollection，storageanddisplayfunctionsofdriverinfraredimageareimplementedtechnically．WiththeimplementationofdigitalimagealgorithmembeddedintheFPGA，on-linedriverfatiguedetectioncanbeachievedpromptly．Thesystemde-signfeaturessimplestr

6、ucture，highintegrationlevelandstrongflexibility．Withproperalgorithmsembedded，thesystemcanalsobeutilizedinvariousfieldssuchasmilitary，industrysupervision，medical＆publichealth，andetc．Keywords:FPGA;driverfatigue;infrared;imagecollectionsystem位。在美国，每年由驾驶疲劳

7、引发的交通事故多达［1］1引言100000起，导致40000人受伤，1550人丧命。在各种肇事行为中，疲劳驾驶是一种肇事死亡率高于肇事率的世界卫生组织2004年的相关数据显示，全世界每天恶性交通事件，提前预知并防止此类事故发生具有重大有3000多人死于道路交通伤害，在报告中列举的十大的实际意义。“影响交通事故发生的危险因素”中，疲劳驾驶高居第三作为一种非接触式无干扰的检测方法，利用数字图收稿日期:2010-08ReceivedDate:2010-08*基金项目:教育部重点科研项目(108174)、教

8、育部博士点基金项目(200806110016)资助第3期郭永彩等:基于FPGA的红外图像实时采集系统设计与实现515像处理技术对驾驶员疲劳状况进行实时检测具有广阔前图像算法，是一种先进的设计方案，且随着FPGA逐步发景，而其准确检测的基础是获取清晰的目标图像和实时展为可编程系统级芯片，其处理能力进一步提高，必将成地完成图像分析，但目前的研究较多地关注后期图像处为一种主流设计方案。［2-8］理的问题而少有具体的系统设计。本设计以单片FPGA芯片为核心器件实现驾驶员红外图